专利名称：一种提高齿距累积加工精度的周期易位磨齿工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于齿轮及齿轮刀具精密制造技术领域，涉及ー种提高被加工齿轮或齿轮刀具齿距累积加工精度的周期易位磨齿エ艺。
背景技术：
分度精度是齿轮或齿轮刀具制造精度中的最重要的指标之一。其中齿距累积总偏差Fp是齿轮国家标准GB/T 10095. 1-2008和齿轮国际标准IS01328-1:1995中规定的四项必检项目之一。采用创新设计的高精度分度装置可显著提高被磨齿轮或齿轮刀具的齿距累积加工精度。例如，中国发明专利[ZL200910309243. 2]公布了ー种可实现1_0级单ー齿距和齿距累积加工精度的磨齿机用高精度端齿自动装置，这也是迄今为止所报道的具有最高齿距加工精度的分度装置。由于制造成本和知识产权等方面的问题，该发明专利尚未进行·产业化。除了采用高精度的分度装置外，创新的加工エ艺亦能提高被磨齿轮或齿轮刀具的齿距累积加工精度，且具有成本低，操作简便等优点。然而，在改善齿距加工エ艺方面，未见有相关专利文献。
发明内容
为提高被磨齿轮或齿轮刀具的齿距累积加工精度，本发明提供了一种在现有磨齿设备上即可采用的周期易位磨齿エ艺方法。本发明的技术方案如下目前常用磨齿机的分度装置有涡轮蜗杆式、分度盘式和步进电机直驱式等几种类型。不管采用何种分度系统，被磨齿轮齿距累积总偏差曲线中常常包含有某种周期的谐波分量。例如分度元件的安装偏心，即分度系统的运动偏心会使被磨齿轮或齿轮刀具的齿距累积误差曲线呈现一次谐波变化趋势。假如分度元件的径向位置可调，则可以通过调整分度元件的径向位置进行误差补偿；假如分度元件的径向位置不可调或调整精度低于可控精度，则齿距累积误差曲线中的一次谐波分量不可避免。该谐波分量属于分度系统的固有误差，且与分度元件的转角位置相对应。通过调整分度元件相对于齿坯的相对安装转角，利用分度装置累积误差曲线相干涉的原理，再加工被磨齿坯中具有相对加工余量的某些齿，并控制再加工的进给量或參与再加工的齿数，可达到减小被磨齿轮或齿轮刀具距累积总偏差的目的。这就是本发明提出的提高齿距累积加工精度的周期易位磨齿エ艺。一次易位的周期应为谐波分量的半个周期，控制參与再加工的齿数应为总齿数的一半或控制再加工磨削余量为谐波分量的幅值A的2倍。N次易位的周期为被磨齿轮齿距累积总偏差曲线中谐波分量周期的IパN+1);每次參与再加工的齿数为总齿数的1/(N+1)。手动机床便于采用參与再加工的齿数控制加工余量，数控机床便于直接根据谐波分量的幅值确定加工余量。理论上一次周期易位最大可减小50%的谐波分量，两次周期易位最大可减小75%的谐波分量，三次周期易位可最大可减小85%的谐波分量。采用周期易位磨齿エ艺齿距累积加工精度的改善效果如图I所示。
本发明提供的周期易位磨齿エ艺其有益效果在于，不需要増加任何附加装置，在现有手动和数控磨齿设备上均可采用；磨齿操作中仅增加了エ件与分度元件相对安装位置的调整与控制，操作简便。应用本发明提供的周期易位磨齿エ艺，可在已有磨齿エ艺基础上减小40%左右的齿距累积总偏差，使被磨齿轮的齿距累积加工精度提高1-2个等级(GB/T10095. 1-2008);即便应用高精度的分度装置，采用本发明提供的周期易位磨齿エ艺亦能进一步提高被磨齿轮或齿轮刀具的齿距累积加工精度。
图I (a)是一次周期易位改善效果示意图。图1(b)是两次周期易位改善效果示意图。
具体实施例方式
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首先采用现有的磨齿エ艺完成齿面的精加工，并测量被磨齿轮或齿轮刀具某组齿面的齿距累积总偏差。然后利用最小二乗法拟合出齿距累积偏差曲线中的谐波分量(多数为正弦波)，并确定该谐波分量的周期T与幅值A。根据被加工齿轮或齿轮刀具的精度要求，选择一次或多次周期易位磨齿エ艺。随着周期易位次数的増加，提高齿距累积加工精度的效果越来越不明显。因此，周期易位的次数最好不超过三次。若采用一次周期易位，将齿坯相对于对分度元件转动T/2后进行再加工，并控制參与再加工的齿数达到总齿数的一半或控制加工余量为谐波分量的幅值的2倍，即2A ;若采用两次周期易位，将齿坯相对于对分度元件转动2T/3后进行两次再加工，并控制每次參与再加工的齿数达到总齿数的2/3或控制加工余量为3A/2。
权利要求
1.一种提高齿距累积加工精度的周期易位磨齿工艺，其特征在于，通过调整齿坯与分度元件的相对转角位置，利用分度装置系统累积误差曲线相干涉的原理，再加工被磨齿坯中具有相对加工余量的某些齿。
2.如权利要求I所述的周期易位磨齿工艺，其特征在于，采用一次或多次周期易位来实现；一次易位的周期为被磨齿坯齿距累积总偏差曲线中谐波分量的半个周期，控制参与再加工的齿数为总齿数的一半或控制加工余量为谐波分量幅值J的两倍次易位的周期为被磨齿坯距累积总偏差曲线中谐波分量周期的1/0V+1)，控制每次参与再加工的齿数为总齿数的1/0V+1)。
全文摘要
本发明公开了一种提高齿距累积加工精度的周期易位磨齿工艺，是通过调整齿坯与分度元件的相对转角位置，利用分度装置系统累积误差曲线相干涉的原理，再加工被磨齿坯中具有相对加工余量的某些齿；一次易位的周期为被磨齿坯齿距累积总偏差曲线中谐波分量的半个周期；参与再加工的齿数为总齿数的一半；N次易位的周期为被磨齿坯距累积总偏差曲线中谐波分量周期的1/(N+1)；每次参与再加工的齿数为总齿数的1/(N+1)。本发明可在已有磨齿工艺基础上减小40%左右的齿距累积总偏差，使被磨齿轮的齿距累积加工精度提高1-2级。本发明提供的易位磨齿工艺可在现有磨齿设备上使用，具有成本低、操作简便和提高齿距累积加工精度效果明显，具有很好的应用价值与市场前景。
文档编号B23F23/08GK102784970SQ20121027967
公开日2012年11月21日 申请日期2012年8月7日 优先权日2012年8月7日
发明者凌四营, 娄志峰, 王晓东, 王立鼎, 马勇 申请人:大连理工大学