[发明专利]一种超声冷摆碾压成型直齿轮精密加工误差补偿方法

权利要求书

1.一种超声冷摆碾压成型直齿轮精密加工误差补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、获得预紧力对振动变幅杆、限位垫块和工件的变形；

S2、计算预紧力作用下，上模具本体产生的变形；

S3、计算冷摆冲击过程中，摆动冲击力造成的变形；

S4、根据预紧力和摆动冲击力造成的变形，对加工参数进行补偿，以补偿后的加工参数进行加工；

其中步骤S2为：

则预紧力F在摆动杠法向分量作用下，上模具本体的产生扰度为θ为上模具本体摆动时的旋转轴线与上模具本体的自身轴线的角度，d₂为上模具本体与工件的预紧力接触位置到上模具顶端的距离，A₅、E₃、I分别为上模具本体的等效截面积，材料弹性模量，极惯性距；上模具本体的产生扰度为δ₁；

扰度造成的水平向与竖直方向的偏差为：

δ_1，x＝δ₁cosθ；

δ_1，y＝δ₁sinθ；

在预紧力在上模具本体轴向分量作用下，上模具本体产生位移压缩量为:

位移压缩量引起的水平方向与竖直方向的偏差为

δ_2，x＝δ₂sinθ；

δ_2，y＝δ₂cosθ；

则在预紧力的作用下，上模具本体在旋转轴线上产生的轴向与切向的变形偏差为：

2.根据权利要求1所述的超声冷摆碾压成型直齿轮精密加工误差补偿方法，其特征在于，步骤S1为：在振动变幅杆前端，后端，振动输出端，限位垫块，布置应变片，在工件布置位移传感器，其采集的数据依次为ε₁、ε₂、ε₂、ε₄；

s₁、s₂、s₃、s₄分别为振动变幅杆前端，后端，振动输出端，限位垫块的变形；

s₁＝l₁ε₁；s₂＝l₂ε₂；s₃＝l₃ε₃；s₄＝l₄ε₄；l₁、l₂、l₃和l₄分别为振动变幅杆前端、后端、振动输出端和限位垫块的等效长度；ε₁、ε₂、ε₃、ε₄分别为振动变幅杆前端、后端、振动输出端和限位垫块的应变。

3.根据权利要求1所述的超声冷摆碾压成型直齿轮精密加工误差补偿方法，其特征在于，步骤S3中：摆动冲击和预紧力作用下的振动变幅杆前端、后端、振动输出端和限位垫块的应变分别为对应的变形位移为：

则摆动冲击力引起上模具本体的水平与竖直变形分别为：

d₃为摆动冲击力作用点到上模具本体上端中心的距离，γ为摆动冲击力作用点到上模具本体上端中心的连线与竖直方向的角度；摆动冲击力为ζ₁；λ为摆动冲击力与竖直方向的角度；A₅、E₃、I分别为上模具本体的等效截面积，材料弹性模量，极惯性距。

4.根据权利要求3所述的超声冷摆碾压成型直齿轮精密加工误差补偿方法，其特征在于，步骤S4中，补偿后的进给量为：

l₁、l₂、l₃和l₄分别为振动变幅杆前端、后端、振动输出端和限位垫块的等效长度；f_z3为实际进给量；f_z1为补偿后的进给量；上模具本体在旋转轴线上产生的切向的变形偏差分别为δ_y；工件的位移为摆动冲击力引起上模具本体的竖直变形分别为λ_y。