蝶形砂轮安装误差对面齿轮齿面几何误差影响规律

基于面齿轮的碟形砂轮磨齿加工原理,建立了磨齿加工数学模型,分析了面齿轮齿面磨削误差产生的机理,并推导了考虑砂轮安装误差的面齿轮齿面方程,根据误差齿面计算了齿面啮合工作区法向误差平均值,确定了两类砂轮安装位置误差对面齿轮齿面加工误差影响的敏感方向,在此基础上分析了蝶形砂轮安装位置误差和齿面加工误差的内在联系,获得了砂轮安装位置误差对面齿轮齿面加工误差的影响规律,为面齿轮齿面加工误差反馈补偿提供理论依据。     

螺旋面成形磨削误差补偿砂轮截形研究

在螺旋面成形磨削加工中,存在着由机械加工和安装工艺带来的系统误差,这些误差将直接影响成形磨削精度。提出了一种将系统误差作为恒定误差,并反馈到砂轮截形算法中,通过改变砂轮理论截形方程来消除误差的思想。研究了基于误差补偿的螺旋面成形磨削砂轮截形算法,并利用Visual C++开发出了一套通用性强,操作简便的螺旋面成形磨削砂轮修整软件系统。实验结果表明:磨齿精度达到6级以上。     

精密、超精密圆柱渐开线齿轮的加工方法

超精密齿轮的制造质量反映出了一个国家制造业的发展水平。分析比较了锥形砂轮磨齿、蝶形砂轮磨齿、大平面砂轮磨齿、蜗杆砂轮磨齿和成形砂轮磨齿的工作原理及当前国内外精密、超精密圆柱渐开线齿轮的加工现状,探讨了ISO1328-1997标准中2级以上精度超精密齿轮的加工。并论证了国产大平面砂轮磨齿机Y7125由于具有结构简单、传动链刚度高、具有较高的磨齿精度以及较大的改装空间等优点,通过一系列的研究工作,有可能把它改装精化成磨削超精密圆柱渐开线齿轮的加工母机,实现2到1级精度超精密齿轮的加工。     

采用碟形砂轮的斜齿面齿轮磨齿技术研究

为了制造出高精度硬齿面斜齿面齿轮和获得抛物线传动误差并改善啮合性能,对采用碟形砂轮加工双向修形的斜齿面齿轮的磨齿方法进行了研究。设计了渐开线失配的碟形砂轮齿面,分析了碟形砂轮磨削斜齿面齿轮的展成原理,根据展成原理和用渐开线失配的碟形砂轮并改变砂轮的运动,推导出双向修形斜齿面齿轮的齿面方程。给出了双向修形斜齿面齿轮的齿面计算和接触分析实例,结果表明:理论齿面的最大齿面误差为5.98×10-4μm,采用碟形砂轮加工双向修形斜齿面齿轮的磨齿方法是可行的,获得了斜齿面齿轮抛物线传动误差,避免了边缘接触并改善了斜齿面齿轮的啮合性能。     

面齿轮蜗杆砂轮的成形修整工艺误差建模及补偿方法

蜗杆砂轮磨削是面齿轮的精加工工艺,蜗杆砂轮修整精度直接影响面齿轮磨削精度。本文分析了修整工艺误差对磨削齿面误差的影响规律,并提出了一种面齿轮蜗杆砂轮的成形修整工艺误差建模及补偿方法。首先,建立面齿轮蜗杆砂轮的数学模型,分析面齿轮蜗杆砂轮的成形修整原理,提出利用圆柱齿轮磨齿机的多轴耦合联动实现面齿轮蜗杆砂轮的成形修整。其次,将修整工艺误差分为轴向位置和径向位置误差,分析轴向位置和径向位置误差对磨削齿面误差的影响规律,提出成形修整工艺误差的补偿方法。最后,进行蜗杆砂轮补偿修整、面齿轮磨削加工及测量实验,实验表明：左齿面齿形误差由补偿前51.9μm到补偿后7.9μm,右齿面齿形误差由补偿前35.3μm到补偿后17.6μm,验证了误差补偿方法的有效性。     

小模数硬齿面齿轮磨削烧伤分析与预防

针对中淬透性合金渗碳钢小模数硬齿面齿轮,通过磨削试验的方法,对磨齿工艺、参数与磨齿烧伤的关系进行了研究,分析了齿轮成型磨原理和影响烧伤的因素以及磨齿烧伤的检测方法,总结出在严格控制热处理后磨削余量的前提下,使用大气孔陶瓷氧化铝砂轮,采用小切深高速快冲程的方法磨削,有效修整砂轮、改进冷却方式,可减少和避免此类材料的磨齿烧伤,得到的数据可为工程中合金渗碳钢磨削工艺的选择提供参考和依据。     

蜗杆砂轮位置变化对展成磨齿齿面偏差的影响

圆柱齿轮展成磨齿过程中,不同的蜗杆砂轮位置误差对齿面磨削精度的影响不同。应用双参数包络理论建立了蜗杆砂轮展成磨削的数学模型,分析了齿面的啮合迹线分布规律。通过含蜗杆砂轮位置误差的齿面偏差计算模型计算齿轮的端面廓形误差。通过对比分析得到齿廓偏差、齿厚偏差与砂轮位置变化规律,为分析展成磨齿误差来源和提高蜗杆砂轮展成磨齿精度提供了理论依据。     

成形法磨削斜齿轮的齿形误差分析

在成形法磨削斜齿轮的过程中影响齿轮加工精度的原因很多;根据磨削加工过程,从成形砂轮廓形修形误差和砂轮与齿轮的相对位置误差两方面对其所产生的齿形误差进行了分析,并用数值方法模拟出齿形误差的大小;分析结果和数值模拟结果对设计数控成形磨齿机及编制数控成形磨齿工艺具有重要的参考价值.     

六轴数控蜗杆砂轮磨齿机磨削面齿轮的方法

建立六轴数控圆柱齿轮蜗杆砂轮磨齿机磨削面齿轮的理论模型。提出以初始设计蜗杆砂轮轴截面齿形为基本参数,并考虑齿廓抛物线修形来设计金刚滚轮,再用于修整椭球式蜗杆砂轮的方法。利用双参数啮合方程建立了面齿轮磨齿加工的齿面方程。齿面磨削仿真及轮齿接触分析表明,直接以蜗杆砂轮轴截面齿形作为金刚滚轮齿廓来修整砂轮,所磨削得到的面齿轮齿面压力角偏小,且传动误差为不连续的上凹形曲线。当给滚轮以抛物线修形设计之后,所磨削的面齿轮齿面偏差基本为负值,传动误差曲线为良好的连续上凸式抛物线形。承载接触分析表明新的设计可以减轻齿顶边缘接触,减小冲击振动。数值算例表明,采用该方法磨削加工的面齿轮可以获得较高的精度和良好的啮合性能,并给出了试验验证。     

基于磨削齿轮方式修整齿轮误差的分析

为解决常规齿轮加工过程中所产生的误差,将精密磨齿加工与先进检测技术应用到提高齿轮等级中,通过对造成齿轮加工误差因素的分析,建立了误差因素与齿轮精度指标之间的对应关系,并结合精密磨削齿轮的加工特点及优势,提出了采用精密磨削齿轮改进齿轮精度的方法,即在已有齿轮误差的前提下,结合实验,就其误差成因、磨齿原理、修整方法等方面提出了较为完善的改进办法,并对其进行修整,从而避免了该误差对传动机构精度的影响。研究结果表明:采用精密磨齿方式进行齿轮误差的修整,是有效提高齿轮精度的捷径,在常规方法等级基础上可以提高2~3个等级。     

内齿轮成形磨削及砂轮修形技术的研究

针对国内硬齿面内齿轮普遍采用插（拉）齿后氮化处理而未磨齿的加工现状,研究了内齿轮成形磨削方法和砂轮修形技术。基于自主研制的数控内齿轮成形磨齿机,提出了一种使用砂轮的一个端面磨削轮齿两个齿面的加工方案。采用跳齿磨削法控制分齿精度。研制了一种成形砂轮修整装置,开发了成形砂轮修形程序。仿真结果验证了该程序的可行性。     

斜齿轮成形磨削齿向修形齿面模型构造与误差评价

砂轮磨削带齿向修形的斜齿轮时,砂轮与齿轮之间的接触线时刻发生变化,其附加运动会使齿向一面产生“修形扭曲”,为此,提出一种高精度建立齿向修形齿面的方法。根据齿向修形原理,推导出成形磨齿的实际接触线方程;通过改变中心距的值,沿齿向得到多组接触线,使用NURBS曲面拟合,得到齿向修形齿面;对影响齿面精度的主要因素齿廓偏差和螺旋线偏差进行分析并提出误差评价模型。以鼓形修形斜齿轮为例,介绍齿向修形齿面构造全过程。磨齿实验验证了模型的准确性以及齿向修形齿面构造的高精度性。     

蜗杆砂轮磨齿机修整器原理及误差分析

磨齿是齿轮精加工的一种方法,可以纠正齿轮在前期加工或热处理后产生的各种误差,能磨削剃齿等不能加工的淬硬齿轮,因此磨齿机成为很多齿轮加工企业必备的机床。砂轮修整器作为磨齿机的主要部件之一,对磨齿精度和生产效率有很大的影响。砂轮经过修整后,其螺距的均匀性和螺纹母线的一致性,都直接影响被磨齿轮的精度,而修整砂轮的时间又直接影响磨齿的生产效率。通过分析砂轮修整器的结构、原理及误差来源,说明砂轮修整器对齿轮的磨削精度有直接关联。     

成形磨齿砂轮宽度的选择

磨削渐开线齿轮的成形砂轮磨齿机是依靠成形砂轮采用单齿分度、轴向走刀来实现全齿宽的磨削,机床无展成运动。由渐开线性质可知,渐开线形状与基圆直径有关,同一模数不同齿数的齿轮,其基圆直径不同,渐开线形状也不同,因此,对磨削砂轮宽度的选择也会受到一定的影响。砂轮宽度选择窄了,不能磨出完整齿形;选择宽了,砂轮修形时修形量大,修形时间长,对修形用的金刚石刀磨损也大,造成浪费。因此,选择合适宽度的砂轮对成形磨齿很重要。     

内齿轮成形磨削及砂轮修形技术的研究

针对国内硬齿面内齿轮普遍采用插(拉)齿后氮化处理而未磨齿的加工现状,研究了内齿轮成形磨削方法和砂轮修形技术。基于自主研制的数控内齿轮成形磨齿机,提出了一种使用砂轮的一个端面磨削轮齿两个齿面的加工方案。采用跳齿磨削法控制分齿精度。研制了一种成形砂轮修整装置,开发了成形砂轮修形程序。仿真结果验证了该程序的可行性。

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基于虚拟中心距原理的鼓形蜗杆砂轮成形修整方法

为了在普通蜗杆砂轮磨齿机上磨削面齿轮，提出在普通蜗杆砂轮磨齿机上修整面齿轮磨削用鼓形蜗杆砂轮的方法。通过母线螺旋扫掠的方式将面齿轮插齿刀向蜗杆砂轮演变，给出面齿轮磨削用鼓形蜗杆砂轮的演变计算方法，建立鼓形蜗杆砂轮的型面方程；分析鼓形蜗杆砂轮型面特征和磨齿机修整机构的运动特性，提出基于虚拟中心距加工原理的鼓形蜗杆砂轮成形修整方法，将砂轮的偏心摆动作为修整冲程运动，通过四轴联动方式修整鼓形蜗杆砂轮螺旋面；最后采用VERICUT对所提修整方法进行仿真验证，表明采用该方法在普通蜗杆砂轮磨齿机上能够有效修整鼓形蜗杆砂轮。     

含误差面齿轮齿面方程的建立及误差敏感方向分析

结合多体系统理论和齿轮啮合原理,根据六轴五联动数控机床结构和实际磨削情况,建立了六轴五联动含误差的面齿轮磨削齿面方程。通过仿真分析砂轮主轴运动副对加工面齿轮齿面误差的敏感方向,结果表明,当进给轴B5相对于床身B1运动时对面齿轮的齿面加工影响较大,这为数控磨削面齿轮提高加工精度和齿面误差修正提供了理论预断依据。     

逼近磨齿技术(下)

3　逼近成形磨齿精度3. 1　逼近成形磨齿精度分析3. 1. 1评价成形磨齿精度的误差项目成形磨齿实况如图 12所示。先将工作台左移,由修整器 2修整砂轮,再将工作台右移至齿轮 1的磨削图 12　成形磨齿1 齿轮　2 修整器　3 分度头位置,砂轮径向进刀,工作台往复运动。磨完齿轮 1的一个槽后,由分度头 3分度,磨下一个齿槽。磨完齿轮一圈后砂轮再径向进刀,接着磨下一圈,直到将磨齿余量磨完,齿轮公法线长度磨到规定尺寸。评价成形磨齿精度的主要单项误差项目有:1)齿形误差Δff;2)齿向误差ΔFβ;3)齿距误差(包括基节偏差Δfpb、齿距偏差Δfpt、齿圈径…     

成形法磨削齿轮的磨削温度模型构建与分析

为了探究成形法磨削齿轮的磨削温度生成机制与变化规律,构建了单位接触宽度齿面磨削力与成形法磨齿温度的理论模型,揭示了它们与砂轮特性、齿轮规格、磨削用量与材料特性的内在关系。成形磨齿温度随着砂轮磨刃密度、磨削速度、径向进给量的增大而增大,却随着砂轮直径、齿轮压力角增大而减小。齿轮的模数对齿廓磨削温度的影响较弱,而齿数对齿顶与齿根两处磨削温度的影响态势却截然相反。成形法磨削齿轮的砂轮特性系数τ越大,则磨削性能越差,并在一定程度上决定了轴向进给速度对磨削温度的影响规律。此外,通过正交试验回归模型分析法证实了成形法磨齿温度理论模型具有较好的实际适用性,且微晶刚玉砂轮的磨削性能优于白刚玉砂轮。     

大平面砂轮磨削面锥形误差对齿轮齿廓偏差的影响

以Y7125磨齿机为例,分析了大平面砂轮的修整质量,尤其是砂轮磨削面锥形误差对齿轮齿廓倾斜偏差和齿廓形状偏差的影响,并给出了数学表达式及误差补偿方法。分析结果表明:磨削面锥形误差对齿廓倾斜偏差的影响99%以上可以通过调整头架安装角进行补偿;补偿后的残余齿廓形状偏差从齿宽中截面向两端面逐渐增大;减小砂轮磨削面锥形误差,加工较小齿宽的齿轮并选择较小的头架安装角等措施可以提高被磨齿轮的齿廓精度。