誤差補償系統(tǒng)：提高滾齒機加工精度的方法.doc

提高齒輪加工精度的方法通常有兩種，一種是提高機床本身的制造精度，另一種是采用誤差補償來提高機床的加工精度。 : e& P1 a$ q1 y: HK6 c+ s8 b三維|cad|機械|汽車|技術(shù)|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa三維網(wǎng)技術(shù)論壇1 U% _& / R$ O8 $ z% i9 f) j齒輪加工誤差是由機床-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。提高機床本身的制造精度在技術(shù)上和經(jīng)濟上未必可行，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，通過補償控制來提高齒輪加工精度應(yīng)該是經(jīng)濟可行的。 三維網(wǎng)技術(shù)論壇5 I b8 ; I; J# g 4 J/ n1 A. a+ N: tS三維,cad,機械,技術(shù),汽車,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,時空,鎮(zhèn)江在滾齒機進行加工之前應(yīng)做好以下工作： 6 U5 s: J4 A W, V0 g9 Q/ w3 三維網(wǎng)技術(shù)論壇1 v. L P# J& G( N9 ox（1）由于齒坯的加工精度對齒輪加工、檢驗和安裝精度影響很大，因此對齒坯工藝基準面加工精度應(yīng)嚴格控制，必須按GB10095-88新標準對齒坯要求公差作具體規(guī)定。 三維網(wǎng)技術(shù)論壇0 R k) |8 W8 Z0 Q: # l/ U3 Z z# Y5 E: （2）切齒前的工序工藝要求：齒坯基準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，作為切齒時的安裝基準。 三維|cad|機械|汽車|技術(shù)|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa3 q: o* U3 X( 9 P三維|cad|機械|汽車|技術(shù)|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa+ 1 C3 n5 b7 n8 N（3）切齒時齒坯的安裝：齒坯安裝必須嚴格按照工藝規(guī)定基準面進行，其找正誤差應(yīng)做到盡可能小，防止幾何偏心。 % 6 y% g, g I# 4 _三維網(wǎng)技術(shù)論壇. b9 I! a$ J) ! E4 4 L（4）機床分度蝸輪副的調(diào)整：有條件時應(yīng)對機床的分度蝸輪付進行定期調(diào)整，機床分度蝸輪的制造精度不能改變，但其安裝偏心，蝸桿軸向串動和徑向振擺可以調(diào)整，調(diào)整后可以減小運動偏心造成的切向誤差和齒形誤差。 三維網(wǎng)技術(shù)論壇5 F T# C4 b% C: b1 M; d0 B三維網(wǎng)技術(shù)論壇6 ?/ ?7 n9 p6 N( L+ x8 4 * o（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)嚴格控制其徑向跳動和軸向串動，以減小齒形誤差。 ( ( N* n$ G ?5 h9 三維網(wǎng)技術(shù)論壇1 q- |) W. V9 e做好了這些工作我們再采取誤差補償系統(tǒng)進行誤差補償就能收到良好的效果。誤差補償系統(tǒng)主要由微機、步進電動機、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)模型在微機中產(chǎn)生相應(yīng)的補償控制信號。該信號與光電編碼器信號、工作臺零位信號同一時刻進入MCS-51單片機系統(tǒng)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，通過步進電動機驅(qū)動系統(tǒng)、步進電動機、減速器再進入機床差動鏈、分齒鏈到工作臺，產(chǎn)生補償運動。補償控制中，光電編碼器的角位移脈沖信號經(jīng)接口電路送入單片機系統(tǒng)，作為啟動A/D轉(zhuǎn)換的信號。在軟件方面，采用逐點補償?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，在單片機中建立誤差修正表。補償時，每到一個補償點，根據(jù)該點誤差修正量，由單片機發(fā)出相應(yīng)的修正脈沖，驅(qū)動步進電機使工作臺帶動工件產(chǎn)生附加轉(zhuǎn)動，以實現(xiàn)對相應(yīng)點的補償修正。 三維網(wǎng)技術(shù)論壇+ n# P2 C6 X4 : Z: N. B, O9 h* J1 三維網(wǎng)技術(shù)論壇我們在Y3150E型滾齒機上加裝了誤差補償系統(tǒng)作試驗，齒輪參數(shù)如表1所示。 表1 實驗用齒輪參數(shù) 9 U. d# J2 D# S補償前后的齒距累積誤差在同一臺萬能測齒儀上進行測量。圖2和圖3為補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準GB10095-88，將補償前后齒輪的有關(guān)精度指標及分析結(jié)果列于表2和表3。 表1齒輪1補償前后精度對照表 WP) oD2 ?8 M7 N9 o三維|cad|機械|汽車|技術(shù)|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|1 e& C9 s$ r1 C+ x# - Q表2齒輪2補償前后精度對照表 (um)我們對比采用誤差補償系統(tǒng)補償前后的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：采用滾齒加工誤差補償系統(tǒng)可使被加工齒輪的運動精度由補償前的9-10級穩(wěn)定提高到補償后的7-8級，個別齒輪可達5-6級，提高精度2級以上；工作平穩(wěn)性精度由補償前的7級精度穩(wěn)定提高到補償后的5級精度，提高精度2級。兩項精度指標的誤差補償效果均達到40%-70%以上，提高精度等級2-4級，補償效果十分明顯。 $ + f( s$ 7 n( X W6 b三維,cad,機械,技術(shù),汽車,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,時空,鎮(zhèn)江7 D1 X0 e# H: t7 & y; Z滾齒加工誤差補償系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、成本低廉、運行穩(wěn)定、補償效果明顯等特點，為利用和改造舊滾齒機提供了一條有效的解決途徑。該誤差補償系統(tǒng)不僅適