一种高精度直齿鼠牙盘磨削加工方法与流程

本发明涉及一种高精度直齿鼠牙盘磨削加工方法，属于机械冷加工技术领域。

背景技术：

现有的多齿数高精度直齿鼠牙盘(平行度0.01、分度6"内)磨削加工方法，均采用常用陶瓷结合剂砂轮单齿顺序磨削的方法，在最后一道精磨时，为防止砂轮损耗对精度的影响，中途均采用每一循环中多次修整(例如：360齿的鼠牙盘，每磨30个齿修一次)砂轮的方法，虽然砂轮外形得到修复，但也造成了机床定位精度给磨削位置和形状带来了误差。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种高精度直齿鼠牙盘“跨齿”磨削加工方法，改变以往沿圆周顺序磨齿的方法，该方法简单便捷易实现，不需要再增加成本就能有效地提升鼠牙盘的啮合精度，较好地解决了由于机床条件较差而不能满足高精度鼠牙盘生产的状况。

一种高精度直齿鼠牙盘磨削加工方法,含有以下步骤；

步骤a、磨削加工前工装、砂轮、程序编制的准备；

步骤b、工装调整、找正，工件找正、夹紧，确定坐标系；

步骤c、首件试切；

步骤d、正式磨削加工，进行跨齿磨削；

步骤e、检验。

本发明的高精度直齿鼠牙盘磨削加工方法主要体现是在传统加工方法的基础上对最后一道精磨循环时进行改动和优化，即：

①最后一个磨削循环程序中，通常有几次的修整砂轮改为只有循环开始时的修整砂轮，而中间没有修整，直至加工完成；

②通常沿着圆周方向每个齿槽依次磨削，改为间隔数个(经过计算的定值)齿槽进行磨削加工。

本发明的关键点为区别以往相邻齿顺序磨削的是：跨齿磨削方法。

跨齿数的选择是本发明的重要数学依据和实践依据，所以跨齿数不是随意设置的，否则不能完成本发明所常用的简单程序。

本发明的优点是优于传统加工方法，提高了鼠牙盘的加工精度。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：

图1为本发明使用对象“齿盘齿形”示意图。

图2为360齿鼠牙盘示意图。

图3为砂轮磨削加工正面示意图。

图4为砂轮磨削加工立体示意图。

图5砂轮剖面示意图，图5中：左磨削面4，右磨削面5。

图6为主程序页面示意图。

图7为分度子程序界面之一示意图。

图8为分度子程序界面之二示意图。

图9为分度子程序界面之三示意图。

图3、图4是砂轮磨削齿槽时单个齿槽加工砂轮运行轨迹示意图，此时砂轮是靠两个左磨削面4、右磨削面5由右边向左斜上方运动，齿槽倾斜角及砂轮锥角由国家标准计算出，砂轮磨削采用两锥面同时磨削，磨削时由右上快速向下接近齿盘，然后进给向左方向切出，再向上快速离开，一个齿槽加工完后，旋转一个跨齿角度，在快速向右上方位置完成下一个齿槽的加工。此过程是一个切削子循环。跨齿加工的实现即体现在旋转的角度里也即本循环的子程序中。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当称元件、组件被“连接”到另一元件、组件时，它可以直接连接到其他元件或者组件，或者也可以存在中间元件或者组件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。

实施例1：如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种高精度直齿鼠牙盘磨削加工方法，主要是解决鼠牙盘(一套)安装基面平行精度问题，满足机床装配精度。以加工本单位零件：20LH91404(144齿)鼠牙盘图1为例：

对在现有设备不变的情况下，只需对程序进行小的改动，即可提升鼠牙盘的加工精度。

本发明所使用的机床系统为SIEMENS 840D，机床所使用的大部分程序是模块化程序如图6～图9所示。本发明使用的加工程序是通过对各模块程序进行组合及对关键参数进行研究设定而得。

其中分度循环子程序简要介绍如下：

关于决定本发明的磨齿循环参数设定及步骤如下：

步骤1、打开主程序页面，然后选择分度子程序打开(见图6圆圈处)；

步骤2、打开分度子程序(见图7)然后将圆圈处的2.5改成87.5°，见图8。因144齿/4＝36齿，因此选择齿盘四分之一处附近的35齿槽或37槽的跨齿数符合本“跨齿磨削”的设计，且验算144/35和144/37均没有被整除且跨齿数除齿盘齿数是不可约最简分数，因此能够实现本“跨齿磨削”的加工。经过试验加工获得成功。

步骤3、砂轮修整：在最后一个磨削循环时将修整砂轮次数改为每144或大于144修整一次，砂轮一次完成所有齿的磨削，中途不修整；

优势加工对象：144齿、360齿、720齿等多齿鼠牙盘。

依次类推360齿鼠牙盘选择跨齿数为89(89°)91(91°)，而对于720齿鼠牙盘可在360齿鼠牙盘的基础上，选择两组循环，只是在第二组的初始位置加0.5°见图9,将修整砂轮次数改为每720或大于720修整一次。

跨齿磨削的跨齿数位置必备条件：跨齿数为正整数，满足齿盘要磨完一周，总齿数不被跨齿数整除。(跨齿数位置可理解为齿槽位置，因为磨削时，齿槽位置角度常设为加工基准零点)。如144齿的齿盘，选择跨齿数为35，则144/35＝4.1142…,商数满足条件，且144/35＝3²×2⁴/5×7是不可约最简分数,可以选用。

主要依据：砂轮磨损误差均分、分散降低磨削热、减少机床定位精度误差影响。

步骤4、跨齿数大小选择：基本选择90°附近区间内，因为机床最常用0°、90°、180°、270°四个位置，分散砂轮损耗误差适当并易于控制，当上下一对齿盘初始角相差45°装配时，相互弥补高低点效果最佳。

步骤5、最后磨削余量选择：0.01～0.015，制定原则：考虑砂轮质量和磨削型面保持性及完成磨削循环的损耗，即磨削最后一个齿时仍然有效；

步骤6、程序应用：磨削加工适用于数控磨床，当磨削程序的磨槽(齿)子程序是用宏程序分度时,只需将相邻齿角度度数改为所需跨齿角度度数即可，如：360齿的齿盘，相邻齿角度是“1°”，则跨齿角度可改为“89°”或“91°”；

步骤7、对于720齿鼠牙盘加工，选择类次360齿鼠牙盘加工方法，只是采用双循环，即跨齿数不变，在进入第二循环时，把初始角度变为0.5°；

步骤8、在最后循环磨削时，机床只有Y轴和X轴和B轴的旋转分度运动三个进给轴的运动，Y轴和X轴的运动点位皆为重复循环运动,磨削状态固定,干扰因素少,因此可提高加工位置精度,齿的磨削加工走刀轨迹见图3和图4。

宏程序用法举例:

例1、在日本大偎机床试验加工60齿鼠牙盘,齿形如图2所示一样,上齿盘2与下齿盘3连接，试选择：跨齿数60/4+1＝16(齿)时,60/16＝3.75,没被整除，但不是最简分数,不符合跨齿磨削条件。如果选择：60/4+2＝17(齿),60/17＝3.52941…,且是最简分数，符合条件，可选用。计算第17齿的位置角度是102°。设第一个齿槽为工件坐标系B轴零点进行编程。

下面是跨齿分度的西门子系统程序简要事例说明：

子程序：

以上是为验证本发明“跨齿”加工可行而在其他机床进行的一些加工程序试验。

所以编制宏程序时，根据其它鼠牙盘的齿数情况，只需设定参数：

1)、初始角度，

2)、跨齿角度，

3)、计数器的初始数，

4)、计数判断设定值，

不用再重新编制一个循环判断程序，只是根据槽底路径编制一个加工进给子程序就可实现新的跨齿磨削循环加工。

如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。