[发明专利]一种基于混合插值法的成形磨齿齿廓偏差修正方法

说明书

本发明提供了一种基于混合插值法的成形磨齿齿廓偏差修正方法，其特征在于基于九轴五联动成形磨齿机床结构形式，通过给定齿廓修正离散点与加工初始位置误差量，采用三次埃尔米特和线性分段混合插值法设计齿廓修正曲线，建立含磨削初始位置误差的数学模型，根据空间曲面啮合原理，修正砂轮轴向廓形，实现同时修正齿廓形状偏差fsubgt;fα/subgt;与齿廓倾斜偏差fsubgt;Hα/subgt;的效果；本发明的成形磨齿齿廓偏差修正方法，采用三次埃尔米特法和线性分段混合插值设计齿廓修正曲线，在任意两个离散点之间的线型可根据测量报告按需选择直线(线性)或曲线(三次埃尔米特)，通过修正砂轮轴向廓形，实现同时修正齿廓形状偏差fsubgt;fα/subgt;与齿廓倾斜偏差fsubgt;Hα/subgt;，柔性、简便、高效。

技术领域

本发明涉及《数控技术与数字制造》学科、先进制造技术领域，具体地说是一种基于混合插值法的成形磨齿齿廓偏差修正方法，尤其是一种基于三次埃尔米特和线性混合分段插值法的齿廓修正方法，及采用空间曲面啮合原理包含初磨削始位置误差的砂轮设计的方法。

背景技术

数控成形磨齿机被普遍应用于高精度齿轮加工，适用于包括直/斜圆柱齿轮、复杂齿形修形齿轮，复杂齿向修形齿轮等齿轮的磨削加工。对于磨削齿形误差的修正，通常采用移动砂轮初始加工位置的方法或是砂轮廓形修正的方法。移动砂轮初始加工位置的方法，是一种简单、高效的方法，但是仅能修正齿廓倾斜偏差f_Hα，对齿廓形状偏差f_fα无能为力。砂轮廓形修正的方法，关键在于根据一系列的离散数据设计修正曲线。常用的曲线设计方法有NURBS插值、B样条拟合等，实际使用处理复杂，如果权因子的选取不合适，会影响计算效果的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于解决常用的曲线设计方法有NURBS插值、B样条拟合等，实际使用处理复杂，如果权因子的选取不合适，会影响计算效果的稳定性问题，提出了一种全新的齿廓偏差修正方法，通过齿形修正曲线设计，结合初始加工位置误差修正模型，计算砂轮轴截面廓形，实现同时修正齿廓形状偏差f_fα和齿廓倾斜偏差f_Hα。本发明采用三次埃尔米特和线性混合分段插值法设计修正曲线，并设计含初始加工位置误差的修正模型，通过输入齿廓修正离散点与初始位置误差量，计算砂轮轴截面廓形，从而实现同时修正齿廓形状偏差f_fα和倾斜偏差f_Hα。本发明修正效率高，效果稳定。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种基于混合插值法的成形磨齿齿廓偏差修正方法，基于九轴五联动磨齿机床结构形式，5个数控轴为直线轴X、Y、Z和旋转轴A、C，砂轮主轴为S1。另外砂轮修整系统的数控轴有直线轴W和金刚轮旋转主轴S2、S3。

具体实现步骤如下：

一种基于混合插值法的成形磨齿齿廓偏差修正方法，其特征在于，本方法基于九轴五联动磨齿机床结构形式，5个数控轴为直线轴X、Y、Z和旋转轴A、C，砂轮主轴为S1。另外砂轮修整系统的数控轴有直线轴W和金刚轮旋转主轴S2、S3，包括如下步骤：

步骤一，根据输入的离散点，采用三次埃尔米特和线性混合分段插值法，设计修正曲线；

步骤二，获得修正后的齿廓曲线与螺旋面；

步骤三，建立含初始位置误差的磨削系统数学模型；

步骤四，根据空间曲面啮合原理，计算砂轮与齿形修正后齿面的接触条件；

步骤五，求取加工位置处砂轮与齿面的接触线，计算修正后的砂轮轴向廓形。

所述步骤一具体包括以下内容：