[发明专利]一种错齿铣刀盘加工精度的微进给包络检测方法

权利要求书

1.一种错齿铣刀盘加工精度的微进给包络检测方法，其特征是包括以下步骤：

1)设置错齿铣刀盘(1)和齿轮(2)，其中错齿铣刀盘(1)上刀片为错齿布置；设定坐标轴X、Y和Z向分别为齿轮(2)的径向、轴向和切向；

2)设置切削深度为X向错齿铣刀盘(1)与齿轮(2)的接触长度；

3)设定错齿铣刀盘(1)旋转运动速率为w并在齿向方向上设定错齿铣刀盘(1)的进给运动速率为v，进行齿形包络加工；

4)获得切屑拓扑结构；

5)在保持错齿铣刀盘(1)不更换的情况下，确定错齿铣刀盘(1)与加工后齿轮(2)齿面接触的位置；

6)在切削深度方向上逐次微进给，微进给距离为Δ，采用与原加工运动方式进行包络，应用表格纸将接触与不接触区分开进而进行精度检测；最后获得全程加工范围内的铣齿加工精度，在表格纸中齿向与齿形位置一致的表格中，可获得该区域的加工精度。

2.根据权利要求1所述的一种错齿铣刀盘加工精度的微进给包络检测方法，其特征是步骤5)包括以下步骤：

根据铣齿工艺的运动方式，切屑拓扑结构由铣齿工艺已成形切屑表面(3)和铣齿工艺当前成形切屑表面(4)组成；

采用指数经验模型F_t＝K_t·h^a·l求出切向力，式中K_t、a为系数，h为切屑厚度，l为切屑长度，由切屑拓扑结构的铣齿工艺已成形切屑表面(3)可知，不同时刻、不同位置h和l均变化，将切屑拓扑结构进行离散，获得每一段切削力，进而积分获得瞬时切向力式中l_d、l_u分别为积分的上限和下限。瞬时径向力F_r与瞬时轴向力F_a是切向力的指数倍。结合错齿铣刀盘上刀片的分布情况，将F_t、F_r、F_a投影到坐标轴X、Y和Z上，获得铣齿工艺三向典型载荷：X向载荷、Y向载荷呈现倒梯形形式，而Z向载荷在一个区间内呈现正负变化，为典型的交变载荷；根据切削的位置情况，确定切入、切中、切出三个阶段的分界线。

3.根据权利要求1所述的一种错齿铣刀盘加工精度的微进给包络检测方法，其特征是步骤6)包括以下步骤：

a)铣齿工艺结束后，退刀并记录该位置为0，在齿面均匀涂有着色剂(21)；

在X向，将错齿铣刀盘(1)退出已加工齿槽距离L，设已加工齿槽距离L为0.20mm，初始化微进给距离Δ＝0.01mm，设置计数器i＝0；

b)在上述步骤a位置，将错齿铣刀盘(1)在切削深度方向进行微进给，微进给距离为Δ，计数器i增加1，重复铣齿工艺时的包络运动一次，检测错齿铣刀盘包络面与齿形表面的接触情况；

c)如果包络面未与齿面接触，则重复步骤(b)；如果包络面开始与齿面接触，将当前的计数器i值赋予M，并进入步骤(d)

d)在上述步骤b位置，讲错齿铣刀盘(1)在切削深度方向再次移动微进给距离Δ，计数器再次增加1，重复铣齿工艺时的包络运动一次，由于错齿铣刀盘与齿面接触非常小，故瞬时切向切削力非常小，相应的X、Y、Z三向载荷比在铣齿工艺情况下显著减小，可以忽略不计，此时包络面自身精度只与机床静态特性有关，与齿面的接触即认为加工精度，采用方格纸将接触情况进行检测记录，形成接触区域(5)和未接触区域(6)；

e)如果齿轮表面的着色剂没有完全去除，重复步骤d，如果齿轮(2)表面的着色剂完全去除，将当前的计数器i值赋予N，并进入步骤e；

f)按照顺序，从M到N对各次检测的结果统计，确定加工精度以及分布情况，可以发现整个齿上偏差为L-M*Δ，下偏差为L-N*Δ，即加工精度为[L-N*ΔL-M*Δ]。