[发明专利]一种盘类齿轮成型磨齿自适应加工方法

权利要求书

1.一种盘类齿轮成型磨齿自适应加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将待加工齿轮以工作台旋转轴线为中心平放在工作台上；

2)通过检测仪器检测齿轮中心孔某高度横截面对应的截面圆上若干点与工作台旋转轴线的距离；根据该高度下得到的若干点与工作台旋转轴线的距离拟合出该高度截面圆对应的圆心；

3)改变中心孔高度，重复步骤2)，拟合得到不同高度下截面圆对应的圆心；

4)将不同高度下截面圆对应的所有圆心进行拟合，得到对应的直线，该直线构成齿轮中心孔轴线；

5)以齿轮中心孔轴线作为Z轴建立齿轮轴线坐标系；

6)计算齿轮轴线坐标系内坐标转换至工作台坐标系坐标的转换公式；

7)将加工设备数控程序中每个齿槽在齿轮轴线坐标系中的坐标通过转换公式转换为在工作台坐标系内的坐标，工作台坐标系内的坐标为实际加工坐标；

8)计算每个齿槽实际加工坐标下砂轮需要调整的转角和摆角；

9)在加工每个齿槽前，将该齿槽对应砂轮需要调整的转角和摆角调整到位，然后进行加工；加工结束后，再将砂轮按反方向调整以回到加工该齿槽前的状态；

10)重复步骤9)，直到将所有齿槽加工完毕。

2.根据权利要求1所述的盘类齿轮成型磨齿自适应加工方法，其特征在于：所述步骤2)中检测仪器为工业相机或千分表。

3.根据权利要求1所述的盘类齿轮成型磨齿自适应加工方法，其特征在于：工作台坐标系为S1:OXYZ，齿轮轴线坐标系为S2:O'X'Y'Z'；齿轮装夹到工作台上时，以工作台端面作为工作台坐标系S1的XOY面，以旋转轴线作为Z轴，O为Z轴和工作台端面的交点，Y轴与其中一个齿槽e₁对称中心线相交，若齿槽e₁对称中心线为曲线，该曲线在齿轮下端面处的切线方程表示为空间直线L₀，若齿槽e₁对称中心线为直线则直接表示为空间直线L₀，空间直线L₀表达式如公式(1)所示:

式中x、y、z——x轴、y轴、z轴坐标值；

a₀、b₀、c₀、d₀——空间直线L₀直线方程系数。

4.根据权利要求3所述的盘类齿轮成型磨齿自适应加工方法，其特征在于：步骤2)根据该高度下得到的若干点与工作台旋转轴线的距离拟合出该高度截面圆对应的圆心的步骤为：设该高度截面圆上需要求取距离的点为m个且均匀选取，在与X轴夹角为2π/m处获取第一个数据距离，记为α₁，与X轴夹角为4π/m处获取第二个距离数据，记为α₂，以此类推，与X轴夹角为2π处获取第m个距离数据，记为α_m，每个距离数据和对应的角度形成一组数据，共形成m组数据，该m组数据构成矩阵，记为：

将矩阵中每组数据中的距离数据和对应的角度分别作为ρ'和θ'代入公式(2)，使用最小二乘法即可拟合圆心极坐标(ρ,θ)；

(ρ')²+ρ²-2ρρ'cos(θ-θ')＝r² (2)

式中ρ——极坐标圆心位置极径；

θ——极坐标圆心位置极角；

ρ'——圆形轮廓线极径；

θ'——圆形轮廓线极角；

r——圆形轮廓线半径值；

圆心极坐标(ρ,θ)通过公式(3)即可转换为平面直角坐标；

再结合该截面圆所在平面高度z，即可获得该截面圆圆心在空间直角坐标系中的坐标为，C＝(x,y,z)。