誤差補(bǔ)償系統(tǒng)提高滾齒機(jī)加工精度的方法

1、誤差補(bǔ)償系統(tǒng)：提高滾齒機(jī)加工精度的方法提高齒輪加工精度的方法通常有兩種，一種是提高機(jī)床本身的制造精度，另一種是采用誤差補(bǔ)償來提高機(jī)床的加工精度。 齒輪加工誤差是由機(jī)床-刀具-工件系統(tǒng)中存在誤差而引起的，因此要提高齒輪的加工精度，必須分析引起誤差的各種因素，采取有效措施才能減少加工誤差。機(jī)床在齒輪加工過程中起著重要作用，對其加工工件的精度有著直接影響。提高機(jī)床本身的制造精度在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上未必可行，而且往往解決不了因工件安裝、刀具與工件系統(tǒng)受力、熱、磨損等產(chǎn)生的加工誤差。因此，通過補(bǔ)償控制來提高齒輪加工精度應(yīng)該是經(jīng)濟(jì)可行的。 在滾齒機(jī)進(jìn)行加工之前應(yīng)做好以下工作： （1）由于齒坯的加工精度對齒輪加

2、工、檢驗(yàn)和安裝精度影響很大，因此對齒坯工藝基準(zhǔn)面加工精度應(yīng)嚴(yán)格控制，必須按GB10095-88新標(biāo)準(zhǔn)對齒坯要求公差作具體規(guī)定。 （2）切齒前的工序工藝要求：齒坯基準(zhǔn)面的精度對齒輪精度影響很大，因此對齒坯加工工藝應(yīng)嚴(yán)格控制。對帶軸齒輪齒坯，最好兩端留中心孔，兩端頂上車削，從工藝上保證外圓柱面與基準(zhǔn)面軸線同心。對較大的帶軸齒輪，一端留有中心孔，其外圓柱面因在一次裝卡中形成。這樣可使切齒時(shí)的齒坯幾何偏心為最小。對于帶孔的齒輪齒坯，工藝應(yīng)規(guī)定在一次裝卡中，內(nèi)孔外圓和端面一刀下，并將一刀下的端面做好記號，作為切齒時(shí)的安裝基準(zhǔn)。 （3）切齒時(shí)齒坯的安裝：齒坯安裝必須嚴(yán)格按照工藝規(guī)定基準(zhǔn)面進(jìn)行，其找正誤差應(yīng)

3、做到盡可能小，防止幾何偏心。 （4）機(jī)床分度蝸輪副的調(diào)整：有條件時(shí)應(yīng)對機(jī)床的分度蝸輪付進(jìn)行定期調(diào)整，機(jī)床分度蝸輪的制造精度不能改變，但其安裝偏心，蝸桿軸向串動(dòng)和徑向振擺可以調(diào)整，調(diào)整后可以減小運(yùn)動(dòng)偏心造成的切向誤差和齒形誤差。 （5）刀具的刃磨和安裝：刀具的刃磨一般用滾刀磨床，使其前角為零，以減小齒形誤差。對于刀具的安裝，應(yīng)嚴(yán)格控制其徑向跳動(dòng)和軸向串動(dòng)，以減小齒形誤差。 做好了這些工作我們再采取誤差補(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)行誤差補(bǔ)償就能收到良好的效果。誤差補(bǔ)償系統(tǒng)主要由微機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、減速器、光電編碼器等組成（參照圖1）。系統(tǒng)以測得的齒距累積誤差作為補(bǔ)償信號，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后按照所建立的數(shù)學(xué)模型在微機(jī)中產(chǎn)生相

4、應(yīng)的補(bǔ)償控制信號。該信號與光電編碼器信號、工作臺零位信號同一時(shí)刻進(jìn)入MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，通過步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、減速器再進(jìn)入機(jī)床差動(dòng)鏈、分齒鏈到工作臺，產(chǎn)生補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)。補(bǔ)償控制中，光電編碼器的角位移脈沖信號經(jīng)接口電路送入單片機(jī)系統(tǒng)，作為啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換的信號。在軟件方面，采用逐點(diǎn)補(bǔ)償?shù)姆椒?，即將測得的左右齒廓齒距累積誤差換算為角度誤差信號，經(jīng)一系列處理后，在單片機(jī)中建立誤差修正表。補(bǔ)償時(shí)，每到一個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)，根據(jù)該點(diǎn)誤差修正量，由單片機(jī)發(fā)出相應(yīng)的修正脈沖，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)使工作臺帶動(dòng)工件產(chǎn)生附加轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)對相應(yīng)點(diǎn)的補(bǔ)償修正。 我們在Y3150E型滾齒機(jī)上加裝了誤差補(bǔ)償系統(tǒng)作

5、試驗(yàn)，齒輪參數(shù)如表1所示。 表1 實(shí)驗(yàn)用齒輪參數(shù) 補(bǔ)償前后的齒距累積誤差在同一臺萬能測齒儀上進(jìn)行測量。圖2和圖3為補(bǔ)償前后齒距累積誤差對比曲線。 根據(jù)上述結(jié)果，并按照漸開線圓柱齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)GB10095-88，將補(bǔ)償前后齒輪的有關(guān)精度指標(biāo)及分析結(jié)果列于表2和表3。 表1齒輪1補(bǔ)償前后精度對照表 表2齒輪2補(bǔ)償前后精度對照表 (um)我們對比采用誤差補(bǔ)償系統(tǒng)補(bǔ)償前后的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：采用滾齒加工誤差補(bǔ)償系統(tǒng)可使被加工齒輪的運(yùn)動(dòng)精度由補(bǔ)償前的9-10級穩(wěn)定提高到補(bǔ)償后的7-8級，個(gè)別齒輪可達(dá)5-6級，提高精度2級以上；工作平穩(wěn)性精度由補(bǔ)償前的7級精度穩(wěn)定提高到補(bǔ)償后的5級精度，提高精度2級。兩項(xiàng)精度指標(biāo)的誤差補(bǔ)償效果均達(dá)到40%-70%以上，提高精度等級2-4級，補(bǔ)償效果十分明顯。 滾齒加工誤差補(bǔ)償系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、成本低廉、運(yùn)行穩(wěn)定、補(bǔ)償效果明顯等特點(diǎn)，為利用和改造舊滾齒機(jī)提供了一條有效的解決途徑。該誤差補(bǔ)償系統(tǒng)不僅適用于汽車、機(jī)床等行業(yè)中使用的中小齒輪，而且對于目前廣泛使用的硬齒面刮削加工亦具有現(xiàn)實(shí)意義，尤其是對于