一种用于高效加工面齿轮的滚齿加工路径补偿方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110125492A(43)申请公布日2019.08.16(21)申请号201910447680.4(22)申请日2019.05.27(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人唐进元陈雪林(74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司44205代理人伍传松(51)Int.Cl.B23F23/00(2006.01)B23F5/20(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种用于高效加工面齿轮的滚齿加工路径补偿方法(57)摘要本发明公开了一种用于高效加工面齿轮的滚齿加工路径补偿方法，包括步骤S1、S2、S3；S1、获得滚齿刀具与工件相对位置的安装误差，通过测量滚齿刀具和工件位置获得刀具与工件安装后的相对位置，将测量的相对位置减去滚齿刀具与工件设定的相对位置，获得机床的安装误差；S2、通过计算获得滚齿刀具在切削力和离心力作用下的误差；S3、对加工路径进行补偿，通过步骤S1和S2获得的误差对设定的加工路径进行补偿，获得补偿后的加工路径。本发明通过对加工误差进行补偿实现了齿轮的精确加工，提高了工件的精度。CN110125492ACN110125492A权利要求书1/2页1.一种用于高效加工面齿轮的滚齿加工路径补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、获得滚齿刀具与工件相对位置的安装误差：通过测量滚齿刀具和工件位置获得滚齿刀具与工件安装后的相对位置，将测量的相对位置减去滚齿刀具与工件设定的相对位置，获得机床的安装误差；S2、通过计算获得滚齿刀具在切削力和离心力作用下的误差；S3、对加工路径进行补偿：通过步骤S1和S2获得的误差对设定的加工路径进行补偿，获得补偿后的加工路径。2.根据权利要求1所述的用于高效加工面齿轮的滚齿加工路径补偿方法，其特征在于：所述步骤S1中刀具与工件安装后的相对位置是通过传感器测量获得，工件中心、内齿刀中心及外齿刀中心各安装有一个传感器，测得的位置参数为Δxw-t，Δyw-t，Δzw-t，θxz，θxy，θyz，刀具与工件的设定的相对位置参数为Δx′w-t，Δy′w-t，Δz′w-t，θ′xz，θ′xy，θ′yz；由此获得机床的安装误差ξx、ξy、ξz、ζxz、ζxy、ζyz；ξx＝Δx′w-t-Δxw-t；ξy＝Δy′w-t-Δyw-t；ζz＝Δz′w-t-Δzw-t；ζxz＝θ′xz-θxz；ζxy＝θ′xy-θxy；ζyz＝θ′yz-θyz；其中Δxw-t，Δyw-t，Δzw-t，θxz，θxy，θyz分别为刀具与工件安装后的x方向的相对位置、y方向的相对位置、z方向的相对位置、xz平面上的相对角度、xy平面上的相对角度、yz平面上的相对角度；Δx′w-t，Δy′w-t，Δz′w-t，θ′xz，θ′xy，θ′yz为刀具与工件设定的x方向的相对位置、y方向的相对位置、z方向的相对位置、xz平面上的相对角度、xy平面上的相对角度、yz平面上的相对角度；ζx、ξy、ξz、ζxz、ζxy、ζyz分别为x方向位移误差、y方向位移误差、z方向位移误差、机床刀具主轴与工件主轴在x-z平面内偏转运动的角度误差、刀具主轴与工件主轴在x-y平面内偏转运动的角度误差、刀具主轴与工件主轴在y-z平面内偏转运动的角度误差。3.根据权利要求2所述的用于高效加工面齿轮的滚齿加工路径补偿方法，其特征在于，切削力和离心力作用下的误差计算过程如下：首先获得刀盘实际中心的偏转角度θ，再通过计算获得刀盘实际中心的偏移距离Δl，最后通过公式tΔxt＝Δlsinθ、Δyt＝Δlcosθ，ξxy＝θ获得刀盘由于切削力和离心力作用下的位移误差和角度误差；t其中Δxt、Δyt、ξxy分别为切削力和离心力作用下的刀盘中心轴向位移误差、刀盘中心径向位移误差、刀盘中心轴向和径向平面内的角度误差；其中M＝(Fy-Fr)l-Fxr，Fx、Fy、Fr分别为齿刀轴向切削力、径向切削力和离心力，l、r、I、d分别为刀具主轴长度、刀盘半径、刀具主轴截面对中心轴的惯性矩、刀具主轴的直径。4.根据权利要求3所述的用于高效加工面齿轮的滚齿加工路径补偿方法，其特征在于，2CN110125492A权利要求书2/2页刀具与工件加工路径设定为wwwttts(xw，yw，zw，θx-y，θx-z，θy-z，xt，yt，zt，θx-y，θx-z，θy-z)；补偿后的刀具与工件的加工路径为w′w′w′t′t′t′s′(x′w，y′w，z′w，θx-y，θx-z，θy-z，x′t，y′t，z′t，θx-y，θx-z，θy-z)；补偿后的刀具与工件加工路径参数与设定的加工路径参数关系如下：x′w＝ξx+xw；y′w＝ξy+yw；z′w＝ξz+zw；w