[发明专利]一种人字齿轮加工装置及其车削和铣削方法

权利要求书

1.一种人字齿轮加工装置的车削方法，其特征在于，当进行车削时，基于BP神经网络对工作台的转速、车削刀架和工作台顶面圆心的竖直距离以及车削刀架和工作台顶面圆心的水平距离进行控制，包括如下步骤：

步骤1：输入车削类型、车削规格、车削刀片硬度和车削工件的硬度；

步骤2：确定三层BP神经网络的输入层神经元向量x＝{x₁,x₂,x₃,x₄}；其中，x₁为车削类型，x₂为车削规格，x₃为车削刀片的硬度，x₄为车削工件的硬度，所述输入神经元其中，A为车削外圆，B为车削内孔，C为车削端面，所述输入神经元其中，D为车削外圆半径，E为车削内孔半径，F为车削端面厚度；

步骤3：所述输入层神经元向量映射到中间层，所述中间层向量y＝{y₁,y₂,…,y_m}；m为中间层节点个数；

步骤4：得到输出层神经元向量o＝{o₁,o₂,o₃,o₄}；其中，o₁为工作台的转速，o₂为车削刀架和工作台顶面圆心的竖直距离，o₃为车削刀架和工作台顶面圆心的水平距离，o₄为车削时间。

2.如权利要求1所述的人字齿轮加工装置的车削方法，其特征在于，所述中间层节点个数m满足：其中n为输入层节点个数，p为输出层节点个数。

3.如权利要求1或2所述的人字齿轮加工装置的车削方法，其特征在于，所述车削时间满足：

其中，ω为工作台的旋转角速度。

4.如权利要求3所述的人字齿轮加工装置的车削方法，其特征在于，所述中间层及所述输出层的激励函数均采用S型函数f_j(x)＝1/(1+e^-x)。

5.一种人字齿轮加工装置的铣削方法，其特征在于，当工件完成车削后，控制器控制铣齿刀片水平进刀，控制铣齿刀架和工作台顶面圆心的水平距离为：

其中，L₀为铣齿刀架和工作台顶面圆心的水平距离，r为工件外圆半径，l为人字齿的深度，为自铣齿刀架端面伸出铣齿刀片的长度；

控制铣齿刀架竖直进刀，使得铣齿刀片与所述工件顶面接触；

控制工作台正转，使得工作台旋转的角速度满足：

其中，ω为工作台的旋转角速度，ξ为校正系数，e为自然对数的底数，ε为铣齿刀片的硬度，ζ为工件的硬度，r₀为工件内孔半径，D为人字齿两端的距离，n为铣齿刀片自转的速度，x为人字齿的齿沟中一点到人字齿外端面的距离；

工作台正转的同时控制铣齿刀架沿铣齿立柱轴向向下运动的速度为：

其中，υ为铣齿刀架沿铣齿立柱轴向向下运动的速度，θ为人字齿的夹角；

工作台正转一定时间后，控制工作台以相同旋转角速度反转，相同时间后退刀，完成一个人字齿的铣削。

6.如权利要求5所述的人字齿轮加工装置的铣削方法，其特征在于，所述工作台正转的时间t₁为：

7.如权利要求5或6所述的人字齿轮加工装置的铣削方法，其特征在于，退刀后，控制工作台以ω旋转角速度旋转t₂时间后，

其中，d为相邻人字齿的距离；

重复权利要求5或6所述的铣削方法，直至完成工件周向人字齿的铣削。