一种成型磨齿加工过程中齿距在机测量及补偿方法与流程

1.本发明涉及磨齿加工齿轮检测技术及补偿领域，具体是一种成型磨齿加工过程中齿距在机测量及补偿方法。


背景技术：

2.磨齿加工作为齿轮加工最后一道工序，在大型齿轮加工领域中，相对国外机床，国内磨齿机加工精度仍有所不足，磨齿机床作为高档齿轮数控机床，提高其加工精度，打破国外技术壁垒是必要的，为提高磨齿机加工精度，国内已对磨齿机加工机理进行研究，也有一定的补偿方法，但大多都聚焦在齿形与齿向精度的补偿上，在磨齿加工过程中基本没有高效的齿距补偿方法，因此需要研究对磨齿过程中齿距在机检测及补偿方法。
3.当前市场上国内磨齿机，在齿距补偿上并没有太多，在磨齿机床加工中，并没有高效的齿距在及测量，目前的齿距在即测量对双面齿进行测量，较为耗时且无法用作补偿值来提高被加工齿轮精度。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种成型磨齿加工过程中齿距在机测量及补偿方法，用来减小磨齿加工过程中的齿距在机测量时间，提高磨齿加工齿距精度。
5.为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
6.一种成型磨齿加工过程中齿距在机测量及补偿方法，其特征在于：包括如下步骤：
7.步骤一：磨齿加工过程中的单齿面齿距在机测量；
8.步骤二：磨齿加工初始位置的偏置；
9.步骤三：齿距补偿值的计算。
10.所述步骤一：磨齿加工过程中的单齿面齿距在机测量，具体包括以下内容：
11.1)在完成上一步磨齿走刀参数后，进行单齿面齿距在机测量；
12.2)齿距测量时，测量与磨削时的机床转台旋转方向必须相同，以此来剔除转台消隙误差存在的影响。
13.所述步骤二：磨齿加工初始位置的偏置，具体包括以下内容：
14.1)得到单齿面齿距累计误差；
15.2)计算齿距累计误差平均值fp(avg)；
16.3)c轴(转台)加工起始位置偏置。
17.所述步骤三：齿距补偿值的计算，具体包括以下内容：
18.1)在得到单齿面齿距累计误差后，基于对c轴(转台)初始加工位置进行偏置，通过反向将齿距累计误差计算齿距误差补偿值；
19.2)将补偿值通过附加c值，得到下次磨齿走刀参数的c值参数；
20.进一步，然后进行下一个磨削走刀参数，如完成下一走刀后，可回到步骤一进行单齿面齿距累计误差测量，如要补偿，则继续步骤二、步骤三，如不补偿则进行下一个磨削走
刀参数，直到最后齿轮磨削加工完成。
21.所述步骤一中，磨齿加工过程中的单齿面齿距在机测量，其测量时c轴(转台)旋转进给方向同磨削加工进给方向。
22.所述步骤二中3)c轴(转台)加工起始位置偏置，其计算公式为：
23.c1＝c0+fp(avg)/π*180
24.式中：c1为偏置后的磨齿加工起始位置，c0为初始磨齿加工的起始位置。
25.所述步骤三中1)反向将齿距累计误差计算齿距误差补偿值，其计算公式为：
26.fpkb＝-(fpk-fp(avg))
27.式中：fpkb为第k个齿的补偿值，fpk为单齿面累计误差的补偿值。
28.所述步骤三中2)将补偿值通过附加c值，其计算公式为：
29.ckb＝ck+fpkb/π*180
30.式中：ckb为补偿后的第k个齿的c值，ck为补偿前的第k个齿的c值。
31.与现有技术相比，本发明的有益效果：
32.1.本发明缩短了磨齿过程中的有效齿距在机测量时间，齿距在机测量累积误差值可用作补偿程序，增加了磨齿过程中的齿距在机测量的利用率，提高了磨齿加工的效率。
33.2.本发明操作流程简洁，计算公式简便，极大减小磨齿过程中计算的运算量，降低了计算过程中出现错误的概率。
34.3.本发明基于市场上现有国内磨齿机现状，针对齿距误差进行补偿，填补了当前国内磨齿机在齿距误差补偿上的弱项，提高了磨齿机加工精度。
附图说明
35.图1为齿轮工件磨削过程二维示意图；
36.图2为磨齿加工过程中单齿距测量示意图；
37.图3为单齿距测量齿距累积误差示意图；
38.图4为磨齿加工c轴(转台)加工初始位置偏置示意图；
39.图5为磨齿加工齿距累计误差补偿值示意图；
40.图6为磨齿加工过程中齿距在机检测及补偿流程图。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
42.为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
43.一种成型磨齿加工过程中齿距在机测量及补偿方法，其特征在于：包括如下步骤：
44.步骤一：磨齿加工过程中的单齿面齿距在机测量；
45.步骤二：磨齿加工初始位置的偏置；
46.步骤三：齿距补偿值的计算。
47.所述步骤一：磨齿加工过程中的单齿面齿距在机测量，具体包括以下内容：
48.1)在完成上一步磨齿走刀参数后，进行单齿面齿距在机测量；
49.2)齿距测量时，测量与磨削时的机床转台旋转方向必须相同，以此来剔除转台消
隙误差存在的影响。
50.所述步骤二：磨齿加工初始位置的偏置，具体包括以下内容：
51.1)得到单齿面齿距累计误差；
52.2)计算齿距累计误差平均值fp(avg)；
53.3)c轴(转台)加工起始位置偏置。
54.所述步骤三：齿距补偿值的计算，具体包括以下内容：
55.1)在得到单齿面齿距累计误差后，基于对c轴(转台)初始加工位置进行偏置，通过反向将齿距累计误差计算齿距误差补偿值；
56.2)将补偿值通过附加c值，得到下次磨齿走刀参数的c值参数；
57.进一步，然后进行下一个磨削走刀参数，如完成下一走刀后，可回到步骤一进行单齿面齿距累计误差测量，如要补偿，则继续步骤二、步骤三，如不补偿则进行下一个磨削走刀参数，直到最后齿轮磨削加工完成。
58.所述步骤一中，磨齿加工过程中的单齿面齿距在机测量，其测量时c轴(转台)旋转进给方向同磨削加工进给方向。
59.所述步骤二中3)c轴(转台)加工起始位置偏置，其计算公式为：
60.c1＝c0+fp(avg)/π*180
61.式中：c1为偏置后的磨齿加工起始位置，c0为初始磨齿加工的起始位置。
62.所述步骤三中1)反向将齿距累计误差计算齿距误差补偿值，其计算公式为：
63.fpkb＝-(fpk-fp(avg))
64.式中：fpkb为第k个齿的补偿值，fpk为单齿面累计误差的补偿值。
65.所述步骤三中2)将补偿值通过附加c值，其计算公式为：
66.ckb＝ck+fpkb/π*180
67.式中：ckb为补偿后的第k个齿的c值，ck为补偿前的第k个齿的c值。
68.本文以磨齿加工圆柱外齿轮及对其进行齿距在机测量与补偿为例进行说明，对于其他齿轮，具体根据不同类型的齿轮进行相应的调整，此处不再进行说明。
69.如图1所示，图1为磨齿加工圆柱外齿轮，其中视图为俯视图，在成型磨齿加工过程中，c轴(转台)旋转进给方向。
70.在完成本次走刀磨削工艺后，可以选择进行下一走刀工艺，也可选择进行单齿距累计误差的测量，根据操作人员和实际需求进行选择。
71.如进行测量，则如图2所示，测量时，使c轴(转台)旋转进给方向同磨削加工进给时方向。如图2中，测量左齿面的齿距累计误差。
72.接下来，测量后即可得到左齿面齿距累计误差，计算齿距累计误差平均值fp(avg)，如图3所示。
73.根据上述图3计算得到的齿距累计误差平均值fp(avg)，为了使后续磨削余量分布均匀，将c轴(转台)初始位置进行偏置，具体计算公式如下：
74.c1＝c0+fp(avg)/π*180
75.式中：c1为偏置后的磨齿加工起始位置，c0为初始磨齿加工的起始位置。
76.在基于上述步骤后，对磨齿加工初始位置进行偏置，如图4所示；继而基于左齿面齿距累计误差反向计算补偿值，如图5所示。
77.接下来，以左齿面为基准，将左齿面齿距累计误差补偿值补进下一刀磨削走刀工艺参数中，其具体计算公式如下：
78.ckb＝ck+fpkb/π*180
79.式中：ckb为补偿后的第k个齿的c值，ck为补偿前的第k个齿的c值。
80.最后，如后续走刀参数完成后，选择进行测量即可依次重复上述步骤进行，直到齿轮磨削加工完成，具体流程图如图6所示。
81.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种成型磨齿加工过程中齿距在机测量及补偿方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：磨齿加工过程中的单齿面齿距在机测量；步骤二：磨齿加工初始位置的偏置；步骤三：齿距补偿值的计算。2.根据权利要求1所述磨齿加工过程中的齿距在机测量及补偿方法，其特征在于：所述步骤一：磨齿加工过程中的单齿面齿距在机测量，具体包括以下内容：1)在完成上一步磨齿走刀参数后，进行单齿面齿距在机测量；2)齿距测量时，测量与磨削时的机床转台旋转方向必须相同，以此来剔除转台消隙误差存在的影响。3.根据权利要求1所述磨齿加工过程中的齿距在机测量及补偿方法，其特征在于：所述步骤二：磨齿加工初始位置的偏置，具体包括以下内容：1)得到单齿面齿距累计误差；2)计算齿距累计误差平均值fp(avg)；3)c轴(转台)加工起始位置偏置。4.根据权利要求1所述磨齿加工过程中的齿距在机测量及补偿方法，其特征在于：所述步骤三：齿距补偿值的计算，具体包括以下内容：1)在得到单齿面齿距累计误差后，基于对c轴(转台)初始加工位置进行偏置，通过反向将齿距累计误差计算齿距误差补偿值；2)将补偿值通过附加c值，得到下次磨齿走刀参数的c值参数；进一步，然后进行下一个磨削走刀参数，如完成下一走刀后，可回到步骤一进行单齿面齿距累计误差测量，如要补偿，则继续步骤二、步骤三，如不补偿则进行下一个磨削走刀参数，直到最后齿轮磨削加工完成。5.根据权利要求1所述磨齿加工过程中的齿距在机测量及补偿方法，其特征在于：所述步骤一中，磨齿加工过程中的单齿面齿距在机测量，其测量时c轴(转台)旋转进给方向同磨削加工进给方向。6.根据权利要求1所述磨齿加工过程中的齿距在机测量及补偿方法，其特征在于：所述步骤二中3)c轴(转台)加工起始位置偏置，其计算公式为：c1＝c0+fp(avg)/π*180式中：c1为偏置后的磨齿加工起始位置，c0为初始磨齿加工的起始位置。7.根据权利要求1所述磨齿加工过程中的齿距在机测量及补偿方法，其特征在于：所述步骤三中1)反向将齿距累计误差计算齿距误差补偿值，其计算公式为：fpkb＝-(fpk-fp(avg))式中：fpkb为第k个齿的补偿值，fpk为单齿面累计误差的补偿值。8.根据权利要求1所述磨齿加工过程中的齿距在机测量及补偿方法，其特征在于：所述步骤三中2)将补偿值通过附加c值，其计算公式为：ckb＝ck+fpkb/π*180式中：ckb为补偿后的第k个齿的c值，ck为补偿前的第k个齿的c值。

技术总结
本发明涉及磨齿加工齿轮检测技术及补偿领域，具体地说，涉及一种磨齿加工过程中的齿距测量及补偿方法，针对当前磨齿加工过程中齿距在机测量耗时过长，在磨削过程中齿距误差难以有效补偿，为提高成型磨齿机齿轮加工中齿距精度与效率，提出了在成型磨齿过程中，同磨削过程转台旋转进给方向的单侧齿距测量方案，并基于单齿面齿距累计误差进行磨削过程C轴(转台)微补偿方法；其方法主要用于在成型磨齿机床进行齿轮加工工艺流程中，基本步骤为：在单个走刀工艺磨削完成后，进行同磨削过程转台同方向转动的单齿面齿距累计误差测量，并通过反向补偿，将补偿值补进下个走刀磨削工艺，从而提高成型磨齿加工齿距精度与效率。提高成型磨齿加工齿距精度与效率。提高成型磨齿加工齿距精度与效率。


技术研发人员：谢陇陇 张虎 魏方 丁克广
受保护的技术使用者：南京工大数控科技有限公司
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/7/22