專利名稱：基圓差動(dòng)式展成磨齒機(jī)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及齒輪加工設(shè)備及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的基圓展開法在原理上對(duì)展成過(guò)程的傳動(dòng)鏈沒有特殊要求，實(shí)現(xiàn)漸開線展開運(yùn)動(dòng)的是一對(duì)偏心機(jī)構(gòu)，在展成過(guò)程中滑塊需要換向，使加工齒形的精度難以保證，而且機(jī)床展成速度不均勻，加工齒輪基圓直徑調(diào)整困難，對(duì)刀不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是省去機(jī)械換向，使展成過(guò)程運(yùn)動(dòng)均勻，使機(jī)床調(diào)整方便，提高加工精度。
本發(fā)明是基圓差動(dòng)式展成磨齒機(jī)，伺服電機(jī)(2)驅(qū)動(dòng)固定在床身(1)上的減速器(3)，減速器(3)驅(qū)動(dòng)齒輪(5)、齒輪(4)，齒輪(4)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿(6)帶動(dòng)工作臺(tái)(23)移動(dòng)，基圓盤(21)空套在工作臺(tái)(23)上，兩根鋼帶(10)、(10′)分別繞過(guò)兩個(gè)定滑輪(9)、(9′)纏繞在基圓盤(21)上，鋼帶(10)、(10′)的端頭(A)、(A′)分別由固定架(20)、(20′)固定在基圓盤(21)的兩側(cè)，另一端頭(B)、(B′)分別由固定架(14)、(14′)固定在與床身(1)固定連接的滑輪座(15)、(15′)上，或分別由固定架(13)、(13′)固定在工作臺(tái)(23)上；定滑輪(9)、(9′)位于工件軸(22)的兩側(cè)，其軸心連線(CC′)與工作臺(tái)(23)的移動(dòng)方向平行，與工件軸(22)的軸線相垂直；工件軸(22)裝有一個(gè)高精度齒輪(16)，一個(gè)消隙齒輪(8)與之嚙臺(tái)，齒輪(8)同軸連接一個(gè)高分辨率編碼器(7)，編碼器(7)的機(jī)殼固定在基圓盤(21)上，伺服電機(jī)(19)與一個(gè)減速器(18)對(duì)接，減速器(18)的殼體固定在基圓盤(21)上，減速器(18)的輸出軸連接有齒輪(17)，齒輪(17)與齒輪(16)嚙臺(tái)，或減速器(18)的輸出軸連接一蝸桿，與裝在工件軸(22)上的蝸輪嚙合，基圓盤(21)空套在工作臺(tái)(23)上，工件軸(22)空套在基圓盤(21)上。
當(dāng)被加工的齒輪(11)的基圓半徑Rb≥2×(基圓盤(21)的半徑Ro)/3時(shí)，鋼帶(10)、(10′)的端頭(B)、(B′)分別由固定架(14)、(14′)固定在滑輪座(15)、(15′)上；當(dāng)Rb＜2×(基圓盤(21)的半徑Ro)/3時(shí)，鋼帶(10)、(10′)的端頭(B)、(B′)分別由固定架(13)、(13′)固定在工作臺(tái)(23)上；齒輪(17)與齒輪(16)的齒數(shù)比為1∶(5∽8)，齒輪(16)與齒輪(8)的齒數(shù)比為(5∽20)∶1；或蝸桿與蝸輪的齒數(shù)比為1∶(10∽100)。
本發(fā)明是基圓差動(dòng)式展成磨齒機(jī)的控制方法，首先由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的控制臺(tái)輸入被加工工件(11)的齒數(shù)Z、模數(shù)m、吃刀量S及工作臺(tái)(23)的移動(dòng)速度V；通過(guò)控制臺(tái)人工通知計(jì)算機(jī)，控制伺服電動(dòng)機(jī)(2)使工作臺(tái)(23)移動(dòng)，調(diào)整工件軸(22)軸線與砂輪(12)對(duì)稱面在同一平面；工件(11)安裝后，人工點(diǎn)動(dòng)控制砂輪(12)進(jìn)給系統(tǒng)，使砂輪(12)引入工件(11)齒槽并到位，調(diào)整砂輪(12)兩側(cè)間隙相等；啟動(dòng)砂輪(12)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)及上下的沖程電機(jī)，由控制臺(tái)點(diǎn)動(dòng)通知計(jì)算機(jī)，控制伺服電機(jī)(19)，使工件軸(22)相對(duì)基圓盤(21)偏轉(zhuǎn)，當(dāng)有磨削火花時(shí)，通知計(jì)算機(jī)讓伺服電機(jī)(19)使工件軸(22)相對(duì)基圓盤(21)反方向偏轉(zhuǎn)，當(dāng)砂輪(12)另一側(cè)與工件(11)接觸有火花時(shí)，對(duì)刀完成，并由計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄工件軸(22)的反向偏轉(zhuǎn)角θo；對(duì)刀結(jié)束，啟動(dòng)自動(dòng)加工的控制程序，按以下步驟運(yùn)行(1)計(jì)算差動(dòng)補(bǔ)償速度ω2當(dāng)Rb≥2×Ro/3時(shí)ω2＝V/Rb-V/Ro＝V(1/Rb-1/Ro)；當(dāng)Ro＜2×Ro/3時(shí)ω2＝V/Rb-2V/Ro＝V(1/Rb-2/Ro)；
(2)計(jì)算換向偏轉(zhuǎn)量θ1及θ′1θ1＝θ0+2S/Rb≈θ0+4S/(Z×M)θ′1＝θ0+S/Rb≈θ0+2S/(Z×M)；(3)計(jì)算分齒角度θ2θ2＝2π/Z；(4)清已磨削齒數(shù)計(jì)數(shù)器NN＝0(5)展成使工件脫離砂輪，伺服電動(dòng)機(jī)(2)使工作臺(tái)(23)以V速度移動(dòng)，伺服電動(dòng)機(jī)(19)使工件軸(22)補(bǔ)償轉(zhuǎn)速為ω2，展成移動(dòng)位置到時(shí)，停止展成；(6)伺服電動(dòng)機(jī)(19)使工件軸(22)偏轉(zhuǎn)θ′1；(7)正常磨削當(dāng)前齒槽的第一個(gè)側(cè)面，伺服電動(dòng)機(jī)(2)使工作臺(tái)(23)以-V速度移動(dòng)，伺服電動(dòng)機(jī)(19)使工件軸(22)補(bǔ)償轉(zhuǎn)速為-ω2，展成移動(dòng)位置到時(shí)，停止展成；(8)伺服電動(dòng)機(jī)(19)使工件軸(22)偏轉(zhuǎn)-θ1；(9)已磨削齒數(shù)計(jì)數(shù)器N加1N＝N+1；(10)正常磨削當(dāng)前齒槽的第二個(gè)側(cè)面，伺服電動(dòng)機(jī)(2)使工作臺(tái)(23)以V速度移動(dòng)，伺服電動(dòng)機(jī)(19)使工件軸(22)補(bǔ)償轉(zhuǎn)速為ω2，展成移動(dòng)位置到時(shí)，停止展成；(11)判斷所有齒槽是否磨完？若N＝Z磨完，轉(zhuǎn)入第(14)步驟；(12)以N×θ2查齒輪(16)的誤差補(bǔ)償量θ3；(13)伺服電動(dòng)機(jī)(19)使工件軸(22)偏轉(zhuǎn)θ＝θ1+θ2+θ3，使砂輪進(jìn)入下一齒槽的第一個(gè)側(cè)面的磨削位置，轉(zhuǎn)入第(7)步驟循環(huán)；(14)由控制臺(tái)人工通知計(jì)算機(jī)是否再磨一圈？若不磨削，轉(zhuǎn)入第(19)步驟；(15)由控制臺(tái)人工輸入吃刀量S1；
(16)計(jì)算換向偏轉(zhuǎn)量θ1及θ′1θ1＝θ1+2S1/Rb≈θ1+4S1/(Z×M)θ′1＝θ1+S1/Rb≈θ1+2S1/(Z×M)(17)清已磨削齒數(shù)計(jì)數(shù)器NN＝0；(18)轉(zhuǎn)入第(6)步驟；(19)加工結(jié)束，停機(jī)。
本發(fā)明的有益效果是機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，主要傳動(dòng)元件無(wú)需特殊加工工藝，制造難度小，操作使用方便，大大降低了設(shè)備成本，機(jī)床工作精度高，使設(shè)備檔次提高。伺服電機(jī)(19)所決定的差動(dòng)運(yùn)動(dòng)在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所占分量較小，所以引起的誤差也小，當(dāng)齒輪(16)有加工誤差時(shí)，在最大誤差復(fù)印時(shí)，也僅為齒輪(16)的誤差的0.22倍。所以用一個(gè)較高精度的齒輪(16)完全可以勝任機(jī)床的高精度加工要求。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)示意圖，圖2是本發(fā)明控制系統(tǒng)框圖，圖3是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明控制方法的程序流程圖。
具體實(shí)施例方式
首先結(jié)合圖1展開本發(fā)明機(jī)械結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)關(guān)系，伺服電動(dòng)機(jī)(2)與減速器(3)輸入軸相連，減速器(3)固定在床身(1)上，減速器(3)的輸出軸上裝有齒輪(5)，齒輪(5)與滾珠絲桿(6)端頭所裝齒輪(4)嚙合，滾珠絲桿(6)的螺母與工作臺(tái)(23)固定連接。工作臺(tái)(23)可在床身(1)上移動(dòng)，在床身(1)上固定有滑輪(9)、(9′)的支座(15)、(15′)，在滑輪(9)、(9′)上各繞一個(gè)鋼帶(10)、(10′)，兩個(gè)鋼帶的端頭(A)、(A′)各由一個(gè)固定架(20)、(20′)固定在基圓盤(21)的兩側(cè)，鋼帶(10)、(10′)分別繞過(guò)滑輪(9)、(9′)，另一端頭(B)、(B′)分別由固定架(14)、(14′)與床身(1)固定，或由固連架(13)、(13′)固定在工作臺(tái)(23)上?；鶊A盤(21)空套在工作臺(tái)(23)上的孔中，工件軸(22)空套在基圓盤(21)的孔中，在基圓盤(21)上固定有減速器(18)及旋轉(zhuǎn)編碼器(7)，減速器(18)的輸入軸與伺服電機(jī)(19)相連，輸出軸裝有齒輪(17)與工件軸(22)上所裝齒輪(16)嚙合，或者減速器(18)的輸出軸可由蝸輪蝸桿傳給工件軸(22)。旋轉(zhuǎn)編碼器(7)的旋軸上安置有齒輪(8)，齒輪(8)與齒輪(16)嚙合，當(dāng)齒輪(16)相對(duì)基圓盤(21)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可帶動(dòng)編碼器(7)的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
當(dāng)伺服電機(jī)(2)通過(guò)滾珠絲桿(6)推動(dòng)工作臺(tái)(23)以速度V移動(dòng)，若用固定架(14)、(14′)分別固定鋼帶的端頭(B)、(B′)時(shí)，基圓盤(21)相對(duì)工作臺(tái)(23)的轉(zhuǎn)速為ω1＝V/RO，RO為基圓盤(21)的半徑。若用固定架(13)、(13′)分別固定鋼帶的端頭(B)、(B′)時(shí)，基圓盤(21)相對(duì)工作臺(tái)(23)的轉(zhuǎn)速為ω1＝2V/RO。由具有自鎖能力的減速器(18)及齒輪(17)將基圓盤(21)的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給工件軸(22)，使工件軸(22)與基圓盤(21)同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
為了加工不同基圓半徑Rb的齒輪(11)，需工件齒輪(11)在ω1基礎(chǔ)上附加一差動(dòng)旋轉(zhuǎn)速度ω2，該旋轉(zhuǎn)速度由伺服電機(jī)(19)通過(guò)減速器(18)、齒輪(17)直接附加到工件軸(22)的齒輪(16)上，通過(guò)齒輪(16)將ω1與ω2合成，實(shí)現(xiàn)ω＝V/Rb＝ω1+ω2的展成要求，其中Rb為加工齒輪(11)的基圓半徑。
分齒的實(shí)現(xiàn)，在工作臺(tái)(23)左右移動(dòng)展成磨削完一個(gè)齒糟的兩個(gè)側(cè)面后，通過(guò)展成使砂輪(12)徹底讓開被加工齒輪(11)，伺服電機(jī)(2)停止，伺服電機(jī)(19)通過(guò)編碼器(7)進(jìn)行閉環(huán)控制，對(duì)工件軸(22)進(jìn)行分度，齒輪(16)的制造誤差所引起的分度誤差可通過(guò)軟件進(jìn)行位置補(bǔ)償而加以消除。
對(duì)刀及吃刀量的實(shí)現(xiàn)，人工把砂輪(12)引入工件(11)的齒槽后，啟動(dòng)砂輪(12)的旋轉(zhuǎn)及沖程，點(diǎn)動(dòng)控制伺服電機(jī)(19)，使工件軸(22)帶動(dòng)工件(11)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，并由軟件記錄工件(11)轉(zhuǎn)角量，當(dāng)砂輪(12)有磨削火花時(shí)，一個(gè)側(cè)面對(duì)刀完成了，再通過(guò)點(diǎn)動(dòng)使工件(11)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，并由軟件記錄工件(11)的反向轉(zhuǎn)角量θo，當(dāng)砂輪(12)有磨削火花時(shí)，另一側(cè)面對(duì)刀完成了。在磨削過(guò)程中，當(dāng)反向磨另一個(gè)側(cè)面時(shí)，首先把對(duì)刀時(shí)記錄的結(jié)果通過(guò)伺服電機(jī)(19)對(duì)工件軸(22)進(jìn)行偏轉(zhuǎn)調(diào)整。吃刀量由人工通過(guò)面板自動(dòng)設(shè)定，磨削過(guò)程中，在進(jìn)行對(duì)刀量偏轉(zhuǎn)調(diào)整時(shí)，增加吃刀量，然后進(jìn)行偏轉(zhuǎn)調(diào)整。
展成過(guò)程中傳動(dòng)鏈誤差處理現(xiàn)有技術(shù)中由滾珠絲桿實(shí)現(xiàn)部件的勻速運(yùn)動(dòng)是完全可以滿足精度要求的，由伺服電機(jī)(19)所決定的差動(dòng)運(yùn)動(dòng)ω2不準(zhǔn)確是引起工件(11)的加工誤差的關(guān)鍵因素。本發(fā)明的齒輪(17)、齒輪(16)采用大減速比，即齒輪(17)與齒輪(16)的齒數(shù)比為1∶(5∽8)時(shí)，若減速器動(dòng)力輸出采用一對(duì)蝸輪蝸桿傳遞給工件軸(22)，蝸桿與蝸輪的齒數(shù)比為1∶(10∽100)，ω2主要取決于齒輪(16)的誤差，齒輪(16)的誤差在被加工工件(11)上的誤差復(fù)印規(guī)律為Δ＝K1×K2×Δ1其中Δ為工件(11)上的誤差復(fù)印量，Δ1為齒輪(16)的加工誤差，K1為差動(dòng)速度比例系數(shù)，K1＝ω2/ω＝ω2/(ω1+ω2)，K2為誤差放大系數(shù)，K2＝Rb/Rb1，Rb為被加工工件(11)的基圓半徑，Rb1為齒輪(16)的基圓半徑；若取Rb1＝RO，最大加工基圓半徑Rbmax＝5 RO/4，則被加工齒輪(11)的基圓半徑Rb＝2 RO/3時(shí)，有最大誤差復(fù)印值，其值為Δmax＝K1×K2×Δ1＝Δ1/4.5這說(shuō)明差動(dòng)運(yùn)動(dòng)的ω2在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所占分量較小，所以引起的誤差也小，當(dāng)齒輪(16)有加工誤差時(shí)，在最大誤差復(fù)印時(shí)，也僅為齒輪(16)的誤差的0.22倍。
如圖2所示為本發(fā)明的控制系統(tǒng)，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)通過(guò)接口電路、伺服放大系統(tǒng)控制展成運(yùn)動(dòng)伺服電機(jī)(2)和差動(dòng)運(yùn)動(dòng)伺服電機(jī)(19)運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)磨齒機(jī)主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，磨齒機(jī)主機(jī)將運(yùn)轉(zhuǎn)量通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器、接口電路傳遞給工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。
圖3為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明控制方法的計(jì)算機(jī)流程圖，本發(fā)明控制方法的步驟為首先由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的控制臺(tái)輸入被加工工件的齒數(shù)Z、模數(shù)m、吃刀量S及工作臺(tái)(23)的移動(dòng)速度V；通過(guò)控制臺(tái)人工通知計(jì)算機(jī)，控制伺服電機(jī)(2)使工作臺(tái)(23)移動(dòng)，調(diào)整工件軸(22)軸線與砂輪(12)對(duì)稱面在同一平面；工件(11)安裝后，人工點(diǎn)動(dòng)控制砂輪(12)進(jìn)給系統(tǒng)，使砂輪(12)引入工件(11)齒槽并到位，調(diào)整砂輪(12)兩側(cè)間隙相等。
啟動(dòng)砂輪(12)旋轉(zhuǎn)電機(jī)(附圖中未表示)及上下的沖程電機(jī)(附圖中未表示)，由控制臺(tái)點(diǎn)動(dòng)通知計(jì)算機(jī)，控制伺服電機(jī)(19)，使工件軸(22)相對(duì)基圓盤(21)偏轉(zhuǎn)，當(dāng)有磨削火花時(shí)，通知計(jì)算機(jī)讓伺服電機(jī)(19)使工件軸相對(duì)基圓盤(21)反向偏轉(zhuǎn)，當(dāng)砂輪(12)另一側(cè)與工件(11)接觸有火花時(shí)，對(duì)刀完成，并由計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄工件軸(22)的反向偏轉(zhuǎn)角θo；對(duì)刀結(jié)束，啟動(dòng)自動(dòng)加工的控制程序，按以下步驟運(yùn)行(1)計(jì)算差動(dòng)補(bǔ)償速度ω2當(dāng)Rb≥2×Ro/3時(shí)ω2＝V/Rb-V/Ro＝V(1/Rb-1/Ro)；當(dāng)Ro＜2×Ro/3時(shí)ω2＝V/Rb-2V/Ro＝V(1/Rb-2/Ro)；(2)計(jì)算換向偏轉(zhuǎn)量θ1及θ′1θ1＝θ0+2S/Rb≈θ0+4S/(Z×M)θ′1＝θ0+S/Rb≈θ0+2S/(Z×M)；(3)計(jì)算分齒角度θ2θ2＝2π/Z；(4)清已磨削齒數(shù)計(jì)數(shù)器NN＝0(5)展成使工件脫離砂輪，伺服電動(dòng)機(jī)(2)使工作臺(tái)(23)以V速度移動(dòng)，伺服電動(dòng)機(jī)(19)使工件軸(22)補(bǔ)償轉(zhuǎn)速為ω2，展成移動(dòng)位置到時(shí)，停止展成；(6)伺服電動(dòng)機(jī)(19)使工件軸(22)偏轉(zhuǎn)θ′1；(7)正常磨削當(dāng)前齒槽的第一個(gè)側(cè)面，伺服電動(dòng)機(jī)(2)使工作臺(tái)(23)以-V速度移動(dòng)，伺服電動(dòng)機(jī)(19)使工件軸(22)補(bǔ)償轉(zhuǎn)速為-ω2，展成移動(dòng)位置到時(shí)，停止展成；
(8)伺服電動(dòng)機(jī)(19)使工件軸(22)偏轉(zhuǎn)-θ1；(9)已磨削齒數(shù)計(jì)數(shù)器N加1N＝N+1；(10)正常磨削當(dāng)前齒槽的第二個(gè)側(cè)面，伺服電動(dòng)機(jī)(2)使工作臺(tái)(23)以V速度移動(dòng)，伺服電動(dòng)機(jī)(19)使工件軸(22)補(bǔ)償轉(zhuǎn)速為ω2，展成移動(dòng)位置到時(shí)，停止展成；(11)判斷所有齒槽是否磨完？若N＝Z磨完，轉(zhuǎn)入第(14)步驟；(12)以N×θ2查齒輪(16)的誤差補(bǔ)償量θ3；(13)伺服電動(dòng)機(jī)(19)使工件軸(22)偏轉(zhuǎn)θ＝θ1+θ2+θ3，使砂輪進(jìn)入下一齒槽的第一個(gè)側(cè)面的磨削位置，轉(zhuǎn)入第(7)步驟循環(huán)；(14)由控制臺(tái)人工通知計(jì)算機(jī)是否再磨一圈？若不磨削，轉(zhuǎn)入第(19)步驟；(15)由控制臺(tái)人工輸入吃刀量S1；(16)計(jì)算換向偏轉(zhuǎn)量θ1及θ′1θ1＝θ1+2S1/Rb≈θ1+4S1/(Z×M)θ′1＝θ1+S1/Rb≈θ1+2S1/(Z×M)(17)清已磨削齒數(shù)計(jì)數(shù)器NN＝0；(18)轉(zhuǎn)入第(6)步驟；(19)加工結(jié)束，停機(jī)。
權(quán)利要求
1.基圓差動(dòng)式展成磨齒機(jī)，伺服電機(jī)(2)驅(qū)動(dòng)固定在床身(1)上的減速器(3)，減速器(3)驅(qū)動(dòng)齒輪(5)、齒輪(4)，齒輪(4)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿(6)帶動(dòng)工作臺(tái)(23)移動(dòng)，基圓盤(21)空套在工作臺(tái)(23)上，其特征在于兩根鋼帶(10)、(10′)分別繞過(guò)兩個(gè)定滑輪(9)、(9′)纏繞在基圓盤(21)上，鋼帶(10)、(10′)的端頭(A)、(A′)分別固定在基圓盤(21)的兩側(cè)，另一端頭(B)、(B′)分別固定在與床身(1)固定連接的滑輪座(15)、(15′)上，或分別固定在工作臺(tái)(23)上；定滑輪(9)、(9′)位于工件軸(22)的兩側(cè)，其軸心連線(CC′)與工作臺(tái)(23)的移動(dòng)方向平行，與工件軸(22)的軸線相垂直；工件軸(22)裝有一個(gè)高精度齒輪(16)，一個(gè)消隙齒輪(8)與之嚙合，齒輪(8)同軸連接一個(gè)高分辨率編碼器(7)，編碼器(7)的機(jī)殼固定在基圓盤(21)上，伺服電機(jī)(19)與一個(gè)減速器(18)對(duì)接，減速器(18)的殼體固定在基圓盤(21)上，減速器(18)的輸出軸連接有齒輪(17)，齒輪(17)與齒輪(16)嚙合，或減速器(18)的輸出軸連接一蝸桿，與裝在工件軸(22)上的蝸輪嚙合，基圓盤(21)空套在工作臺(tái)(23)上，工件軸(22)空套在基圓盤(21)上；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基圓差動(dòng)式展成磨齒機(jī)，其特征在于當(dāng)被加工的齒輪(11)的基圓半徑Rb≥2×(基圓盤(21)的半徑Ro)/3時(shí)，鋼帶(10)、(10′)的端頭(B)、(B′)分別由固定架(14)、(14′)固定在滑輪座(15)、(15′)上；當(dāng)Rb＜2×(基圓盤(21)的半徑Ro)/3時(shí)，鋼帶(10)、(10′)的端頭(B)、(B′)分別由固定架(13)、(13′)固定在工作臺(tái)(23)上；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基圓差動(dòng)式展成磨齒機(jī)，其特征在于齒輪(17)與齒輪(16)的齒數(shù)比為1∶(3∽100)，齒輪(16)與齒輪(8)的齒數(shù)比為(5∽20)∶1；或蝸桿與蝸輪的齒數(shù)比為1∶(10∽100)；
4.基圓差動(dòng)式展成磨齒機(jī)的控制方法，其特征在于首先由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的控制臺(tái)輸入被加工工件(11)的齒數(shù)Z、模數(shù)m、吃刀量S及工作臺(tái)(23)的移動(dòng)速度V；通過(guò)控制臺(tái)人工通知計(jì)算機(jī)，控制伺服電動(dòng)機(jī)(2)使工作臺(tái)(23)移動(dòng)，調(diào)整工件軸(22)軸線與砂輪(12)對(duì)稱面在同一平面；工件(11)安裝后，人工點(diǎn)動(dòng)控制砂輪(12)進(jìn)給系統(tǒng)，使砂輪(12)引入工件(11)齒槽并到位，調(diào)整砂輪(12)兩側(cè)間隙相等；啟動(dòng)砂輪(12)旋轉(zhuǎn)電機(jī)及上下的沖程電機(jī)，由控制臺(tái)點(diǎn)動(dòng)通知計(jì)算機(jī)，控制伺服電機(jī)(19)，使工件軸(22)相對(duì)基圓盤(21)偏轉(zhuǎn)，當(dāng)有磨削火花時(shí)，通知計(jì)算機(jī)讓伺服電機(jī)(19)使工件軸(22)相對(duì)基圓盤(21)反方向偏轉(zhuǎn)，當(dāng)砂輪(12)另一側(cè)與工件(11)接觸有火花時(shí)，對(duì)刀完成，并由計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄工件軸(22)的反向偏轉(zhuǎn)角θo；對(duì)刀結(jié)束，啟動(dòng)自動(dòng)加工的控制程序，按以下步驟運(yùn)行(1)計(jì)算差動(dòng)補(bǔ)償速度ω2當(dāng)Rb≥2×Ro/3時(shí)ω2＝V/Rb-V/Ro＝V(1/Rb-1/Ro)；當(dāng)Ro＜2×Ro/3時(shí)ω2＝V/Rb-2V/Ro＝V(1/Rb-2/Ro)；(2)計(jì)算換向偏轉(zhuǎn)量θ1及θ′1θ1＝θ0+2S/Rb≈θ0+4S/(Z×M)θ′1＝θ0+S/Rb≈θ0+2S/(Z×M)；(3)計(jì)算分齒角度θ2θ2＝2π/Z；(4)清已磨削齒數(shù)計(jì)數(shù)器NN＝0(5)展成使工件脫離砂輪，伺服電動(dòng)機(jī)(2)使工作臺(tái)(23)以V速度移動(dòng)，伺服電動(dòng)機(jī)(19)使工件軸(22)補(bǔ)償轉(zhuǎn)速為ω2，展成移動(dòng)位置到時(shí)，停止展成；(6)伺服電動(dòng)機(jī)(19)使工件軸(22)偏轉(zhuǎn)θ′1；(7)正常磨削當(dāng)前齒槽的第一個(gè)側(cè)面，伺服電動(dòng)機(jī)(2)使工作臺(tái)(23)以-V速度移動(dòng)，伺服電動(dòng)機(jī)(19)使工件軸(22)補(bǔ)償轉(zhuǎn)速為-ω2，展成移動(dòng)位置到時(shí)，停止展成；(8)伺服電動(dòng)機(jī)(19)使工件軸(22)偏轉(zhuǎn)-θ1；(9)已磨削齒數(shù)計(jì)數(shù)器N加1N＝N+1；(10)正常磨削當(dāng)前齒槽的第二個(gè)側(cè)面，伺服電動(dòng)機(jī)(2)使工作臺(tái)(23)以V速度移動(dòng)，伺服電動(dòng)機(jī)(19)使工件軸(22)補(bǔ)償轉(zhuǎn)速為ω2，展成移動(dòng)位置到時(shí)，停止展成；(11)判斷所有齒槽是否磨完？若N＝Z磨完，轉(zhuǎn)入第(14)步驟；(12)以N×θ2查齒輪(16)的誤差補(bǔ)償量θ3；(13)伺服電動(dòng)機(jī)(19)使工件軸(22)偏轉(zhuǎn)θ＝θ1+θ2+θ3，使砂輪進(jìn)入下一齒槽的第一個(gè)側(cè)面的磨削位置，轉(zhuǎn)入第(7)步驟循環(huán)；(14)由控制臺(tái)人工通知計(jì)算機(jī)是否再磨一圈？若不磨削，轉(zhuǎn)入第(19)步驟；(15)由控制臺(tái)人工輸入吃刀量S1；(16)計(jì)算換向偏轉(zhuǎn)量θ1及θ′1θ1＝θ1+2S1/Rb≈θ1+4S1/(Z×M)θ′1＝θ1+S1/Rb≈θ1+2S1/(Z×M)(17)清已磨削齒數(shù)計(jì)數(shù)器NN＝0；(18)轉(zhuǎn)入第(6)步驟；(19)加工結(jié)束，停機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明是基圓差動(dòng)式展成磨齒機(jī)及其控制方法，采用兩根鋼帶分別繞過(guò)兩個(gè)定滑輪纏繞在基圓盤上，兩鋼帶的一端頭分別固定在基圓盤的兩側(cè)，另一端頭分別固定在與床身固定連接的滑輪座上，或分別固定在工作臺(tái)上；工件軸裝有一個(gè)高精度齒輪，與之嚙合的消隙齒輪同軸連接一編碼器，基圓盤空套在工作臺(tái)上，工件軸空套在基圓盤上。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)通過(guò)接口電路、伺服放大系統(tǒng)控制展成運(yùn)動(dòng)伺服電機(jī)和差動(dòng)運(yùn)動(dòng)伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，控制展成運(yùn)動(dòng)伺服電機(jī)和差動(dòng)運(yùn)動(dòng)伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)工件軸進(jìn)行分度，使齒輪的制造誤差所引起的分度誤差可通過(guò)軟件進(jìn)行位置補(bǔ)償而加以消除，使展成過(guò)程運(yùn)動(dòng)均勻，提高加工精度。
文檔編號(hào)B23F5/06GK1480286SQ03134270
公開日2004年3月10日 申請(qǐng)日期2003年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月20日
發(fā)明者趙學(xué), 劉永平, 趙 學(xué) 申請(qǐng)人:蘭州理工大學(xué)