[发明专利]数控插齿加工误差补偿和齿廓修形的方法

说明书

技术领域

本发明涉及数控插齿加工的方法，特别是一种数控插齿加工误差补偿和齿廓修形的方法

背景技术

全机械式插齿加工，依靠挂轮配置展成运动。数控插齿加工方法，是利用数控运动的可控性，通过分别驱动插齿刀和工作台实现展成运动，具有高的加工柔性和传动链较短的特点。但是，数控插齿机通常只设定展成运动速比，不具备在插齿刀和工作台运动之间调整瞬时传动比的功能，因此，当加工存在齿形误差、齿距误差、齿距累积误差和整周累积误差，系统无法进行补偿。也无法采用标准刀具进行齿形修形加工。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种数控插齿加工误差补偿和齿廓修形的方法，可以通过软件生成误差补偿或齿廓修形代码，控制数控系统进行误差补偿加工或齿形修形加工。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：数控插齿加工误差补偿的方法，包括以下步骤：

1)在齿轮毛坯上进行首次加工，保留加工余量；

2)测量齿轮的误差；

3)将测量数据输入误差分析和补偿加工代码生成软件，软件自动产生齿形误差补偿、齿距误差补偿、齿距累积误差补偿和整周累积误差补偿数控加工代码，输出代码；

4)将输出的误差补偿加工代码输入到数控系统，进行误差补偿加工；

5)加工完成后，进行齿轮的测量检验；

6)检验结果如果符合要求，采用该程序进行批量加工；

7)如果不符合要求，再次重复步骤3)～5)，直至达到步骤6)。

测量齿轮的误差，以在线不拆卸测量为最佳，如离线测量，须标记原安装位置。

数控插齿加工齿廓修形的方法，包括以下步骤：

1)在齿轮毛坯上进行正常齿廓加工；

2)检查实际加工出的齿廓尺寸；

3)将齿轮参数和齿轮的修形参数输入到修形加工代码生成软件，软件自动产生修形加工代码，输出代码；

4)将输出的修形加工代码输入到数控系统，仍然用标准插齿刀，进行修形加工，以达到图纸要求。

所述的修形加工包括加工开始、进到中心分离位置、加工左齿面修形部分、加工右齿面修形部分、进到全齿深、加工非修形部分和加工结束几个步骤。

本发明提供的数控插齿加工误差补偿和齿廓修形的方法，通过软件自动生成齿形误差补偿、齿距误差补偿、齿距累积误差补偿和整周累积误差补偿数控加工代码或齿廓修形加工代码，由数控系统控制插齿刀和工件不再严格按一种速度旋转，而是依补偿程序的要求，两者实时调整瞬时传动比，在不提高插齿刀精度和机床传动精度的前提下，可使工件加工精度提高一到两个等级。

数控插齿加工误差补偿和齿廓修形软件，将数字化共轭曲面理论与具体的数字化齿轮齿面加工工艺相结合，应用到数字齿面展成加工中，建立数字齿面插齿展成加工模型，通过模型求解，获得离散的加工运动参数，对离散加工运动插值形成连续加工运动。具体涉及二维齿轮插齿加工数学模型、刀具形成面数学模型、二维数字齿面描述、共轭条件分析、共轭方程求解、共轭运动分析、连续展成共轭运动求解；插齿刀变位系数的测量和计算：插齿刀变位系数的测量方法、测量结果精度分析；数字齿面插齿加工的对刀。

本发明提供的方法可以在常用的数控系统，如SIEMENS、FANUC、HNC等系统下运行。对各种数控插齿机产品，在其加工范围之内，实现各种数字化齿面的加工，不经软补偿的加工精度与常规加工标准齿轮的加工精度一致。经过误差补偿加工后的齿廓和齿距精度提高一至两个精度等级。软件具有干涉检验和轨迹检验功能。对于标准齿轮加工无冲突。无须提高机床的结构精度和数控系统的运动精度，应用这种方法通过软件的分析处理，产生误差补偿加工代码，能够大大提高加工精度，精度成本低，操作简便。尤其当机床的结构精度在使用较长年限后自然降低，软补偿更能够延长机床的使用时限，保持加工精度。使用标准刀具，实现插齿修形加工，是对数控插齿加工功能的拓展和延伸。其效益在于，用标准刀具，可以加工出任意修形曲线的齿廓，加工柔性大，适合单件小批的修形齿轮加工、内齿轮修形加工和多联齿轮修形加工。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明中数控插齿加工误差补偿的方法流程图；

图2是本发明中数控插齿加工齿廓修形的方法流程图；

图3是本发明实施例中未补偿累积齿距误差数据图；

图4是本发明实施例中使用本发明方法补偿累积齿距误差后数据图；

图5是本发明中插齿机结构示意图。

具体实施方式

如图1中，数控插齿加工误差补偿的方法，包括以下步骤：