斜齿轮的成形磨削逼近法研究

成形磨齿是硬齿精加工之一 ,影响其精度及其效率的关键是砂轮修整器。本文在新研制的砂轮修整器上 ,对斜齿轮的成形磨削逼近法进行了研究。还对磨削斜齿轮替代基圆尺寸进行了尺寸系列化 ,并对一定模数、齿数斜齿轮的成形磨削进行了优化计算。     

斜齿轮的形成磨削副近法研究

成形磨齿是硬齿精加工之一,影响其精度及其效率的关键是砂轮修整器。本文在新研制的砂轮修整器上,对斜齿轮的成形磨削逼近法进行了研究,还对磨削斜齿轮替代基圆尺寸进行了尺寸系列化,并对一定模数,齿数斜齿轮的成形磨削进行了优化计算。     

ZN_1蜗杆成形磨削砂轮修整研究

成形磨削是精密蜗杆磨削加工的发展趋势,而蜗杆磨削的齿形精度主要取决于成形砂轮廓形的精度。根据齿轮啮合原理建立ZN1蜗杆磨削加工的数学模型,用已知的蜗杆齿面形状求出了砂轮的廓形,通过MATLAB编程计算得到成形砂轮的轴向截形。利用三维建模技术验证了数学建模过程和计算结果的正确性,进而对砂轮修整安装参数进行了分析,得出了砂轮截形的变化规律。     

蜗杆砂轮曲面与面齿轮齿面的对应关系

研究蜗杆砂轮磨削面齿轮的原理与方法。利用产形插齿刀作为中间曲面,通过计算面齿轮和插齿刀、插齿刀与蜗杆砂轮的接触线,得到蜗杆砂轮和面齿轮处于不同加工位置的接触点计算方法,给出蜗杆砂轮磨削面与面齿轮齿面对应关系模型,在VERICUT仿真软件中对蜗杆砂轮磨削面齿轮的方法进行仿真验证。研究结果表明:利用蜗杆砂轮磨削面齿轮齿面的关系模型可分析加工过程中面齿轮齿面对应的蜗杆砂轮工作曲面位置,为通过修整蜗杆砂轮对面齿轮齿面制造误差进行补偿修正提供技术基础。     

基于砂轮姿态优化的修形齿轮成形磨削刀路规划

为了解决传统的双齿面成形磨削斜齿轮"修形扭曲"现象,提出一种基于调整砂轮姿态的修形齿轮成形磨削刀路规划方法。从成形磨削的本质出发,对斜齿轮的齿向修形齿面进行了数学建模分析,求解并得到砂轮与工件之间的瞬时接触曲线;由砂轮廓形的逆包络法包络出修形齿面,对瞬时接触线包络出的修形齿面与理论齿面进行误差分析,讨论了砂轮姿态与修形误差之间的关系,得到调整砂轮安装偏转角可减小修形误差的结论,同时,配合对砂轮刀具路径的规划,基于修形齿面最小误差平方和法对砂轮姿态和刀具路径进行了优化;通过计算实例对该方法进行了验证,仿真结果表明,此方法可有效地消除节圆处的修形误差,并可进一步降低啮合区域的修形误差。     

不同磨削参数下成形法磨齿温度场的研究

基于移动热源理论分析了不同磨削量对磨削区温度的影响。根据热传导并采用有限元分析方法,建立了成形磨齿温度场的数学模型。通过改变磨齿用量大小比较输出温度场的变化情况,从而找出磨削温度场的变化规律。研究结果表明:随着砂轮沿齿轮径向进给量的加大和砂轮转速的提高,磨削温度呈上升趋势;随着砂轮沿齿宽方向的进给速度增加,磨削温度呈下降趋势。     

砂轮修整误差对数控成形磨齿加工精度的影响

基于曲面包络理论建立砂轮修整误差影响下的实际砂轮曲面的数学模型,然后求解实际磨削齿面的端面廓形并评价其与设计廓形的偏差,考察各个砂轮修整误差对磨齿精度的影响。在数控成形磨齿机上进行了磨削实验并用三坐标测量仪测量磨削后的齿轮。测量结果显示齿廓精度达到了4级(ISO 1328-1—1997)。     

拓扑修形斜齿轮的数控成形磨齿加工

首先,设计齿廓、齿向修形曲线,经过3次B样条拟合为拓扑修形曲面,并与理论齿面叠加设计修形齿面;其次,根据成形磨削过程中砂轮与齿轮之间的运动关系,推导成形砂轮与齿面的接触条件方程,计算砂轮的廓形点,再通过3次B样条拟合得到精确的砂轮轴向廓形曲线;然后,建立成形砂轮磨削斜齿轮5轴联动Free-Form型数控磨齿机模型,根据砂轮位矢的等效转换,推导各轴运动关系;接着,建立基于数控机床各轴敏感性分析的齿面修正模型,用6阶多项式表示各轴的运动,判断砂轮与齿面的接触状态,确定磨削齿面的误差,并分析各系数扰动对齿面误差的影响;最后,以齿面误差平方和最小为目标函数,通过粒子群优化方法,得到机床运动参数.结果表明,以齿廓修形齿面反算砂轮截形进行5轴数控成形磨齿加工,可有效降低磨削误差.     

ZA型蜗杆成形磨削技术研究

针对阿基米德蜗杆(ZA型蜗杆)磨削加工的要求,建立了阿基米德蜗杆磨削加工的数学模型,根据CNC砂轮修整器的成形原理,推导了磨削用砂轮截形的计算方法,利用MATLAB计算得到砂轮回转面的截形,在带有CNC砂轮修整器的数控螺纹磨床上实现了蜗杆的磨削试验。试验证明,该方法稳定提升了蜗杆的磨削精度,而且操作简单。     

成形磨齿砂轮截面廓形建模及修形

分析了渐开线圆柱直齿轮齿槽截面尺寸与公法线长度偏差之间的关系,推导了公法线长度偏差与基圆齿槽半角之间的关系式,建立了砂轮截面廓形的数学方程式,利用圆弧法逼近渐开线划分节点,通过VC++编程计算节点坐标及生成NC代码程序。     

鼓形齿的成形磨削方法及其分析

本文从高效、低成本的目标出发,提出了成形磨齿机采用磨轮连续微量径向进给产生鼓形运动的方法,实现鼓形齿成形磨削,并分析了鼓形齿的形成运动对齿轮渐开线齿形的影响规律,得出了用磨轮微量径向进给产生鼓形运动的成形磨齿机磨齿时,必须在磨轮截形设计中计入由此产生的齿形误差的结论。本文的结论对成形磨齿机鼓形机构的设计和成形磨轮的截形设计具有现实的参考价值。并已应用于Y7316X小砂轮成形磨齿机中。     

大平面砂轮磨齿特点与磨损规律

为提高超精密齿轮的齿廓精度,首先分析了大平面砂轮的磨齿特点,推导出了砂轮磨齿线速度与齿轮进给速度的表达式,为大平面砂轮磨齿系统的动态性能研究提供了理论基础.然后研究了大平面砂轮的磨损规律,得出在均匀磨齿过程中砂轮的磨损程度是不均匀的,提出选择品质合适的砂轮、微量磨削、勤修精修砂轮及在半塞实状态下停车等措施以减小被磨齿轮的齿廓偏差.最后通过超精密磨削实验,研制出了1级齿廓精度的超精密齿轮.     

难加工材料成形磨削烧伤研究

采用金相分析法，分析齿轮烧伤试件的表面温度分布状态，结合成形磨削齿条的模拟试验，研究成形磨削烧伤形成机理及影响因素，提出了避免成形磨削烧伤的工艺措施。研制出新的结构砂轮，应用结果表明，ＣＢＮ（立方氮化硼）断续内冷却缓磨工艺在难加工材料高效高精度成形磨削中具有广阔的应用前景。     

展成法磨削齿轮渐开螺旋面的理论验证

根据展成法磨齿工作原理和齿轮啮合原理,利用齿形法线法,从齿形方程和渐开螺旋面两个方面对锥面砂轮磨齿机正确磨削斜齿圆柱齿轮渐开螺旋面进行了理论验证,该验证方法及推导过程有助于理解采用齿条形刀具磨削齿轮的原理,同时为该加工方法提供了相应的理论基础.     

渐开线内齿轮成型磨削砂轮修整方法

成形法磨齿的关键因素是成型砂轮的修整.本文介绍了一种渐开线内齿轮成型磨削的砂轮修整方法.根据渐开线的形成原理,采用金刚轮作为修整工具,用数字控制方式完成修整运动.通过数控程序可实现对不同齿数和模数的任意参数渐开线齿形的修整.     

二齿差摆线齿轮成形磨齿新技术研究

二齿差摆线齿轮是摆线针轮减速机的关键基础件。国内广泛采用的展成磨齿法加工精度和效率极低，是行业中亟待解决的共同问题。本文研究的成形磨齿技术经生产验证表明，是一种高效、优质、经济的加工方法。     

圆磨齿轮滚刀的优化造形法

本文提出了圆磨齿轮滚刀的优化造形法．该方法使圆磨滚刀的造形精度得到明显提高。改变了造形误差随滚刀模数、前角和螺旋升角的传统变化关系。为发展大模数、正前角、多头和小直径精切圆磨齿轮滚刀奠定了理论基础。     

滚刀径向整体铲磨砂轮精确计算

中等模数以下滚刀齿形的全齿面以及齿顶和齿底圆弧要求一次铲磨形成,铲磨砂轮截形需要精确计算.分析滚刀径向铲磨运动,以整体精确铲磨出滚刀设计齿形为目标,依据齿面啮合原理,建立滚刀铲磨砂轮廓形的数学模型.再由砂轮截面廓形及铲磨时砂轮与滚刀的啮合条件,建立滚刀实际铲背曲面模型,并给出滚刀重磨后齿形与理想齿形的偏差计算方法.对一种直槽零前角剃前滚刀、一种螺旋槽零前角圆弧滚刀进行铲背砂轮截形及滚刀重磨误差计算,结果表明该方法精确、有效.可用于计算滚刀径向铲磨砂轮数控修整的时砂轮截形和确定滚刀铲磨工艺参数.     

滚刀齿形铲磨原理的研究及其应用

通过论证阿基米德螺旋面不可径向铲磨，引出“螺纹铲削面和圆柱性螺旋面都 是不可径向铲磨曲面” 的重要概念，从而阐明了滚刀齿形铲磨时其齿侧面必然发生 畸变的根本原因，指出了滚刀齿形铲磨原理的本质。 应用铲磨原理，文中提出一种计算铲磨砂轮廓形的新方法；提出一种能使齿轮 滚刀齿侧面１／２齿长上齿形都保持ＡＡ级精度的变Ｋ值铲磨新工艺；此外，还提出一 种金刚石铲磨砂轮修形的共轭拟合新方法。     

平面二次包络环面蜗杆数控磨床设计及运动学仿真

在研究平面二次包络环面蜗杆数控磨床加工原理的基础上,提出采用磨头部件内藏式和砂轮支撑座倾斜式的设计方式,将砂轮产形面与回转工作台中心轴的距离控制在300 mm以内,减少了蜗杆表面螺旋线误差和磨削的行程。采用第四轴分度盘驱动蜗杆旋转,实现磨削过程中的分度功能,提高了磨床的加工效率和加工精度。建立环面蜗杆加工原理的数学模型,推导出环面蜗杆齿面方程和砂轮产形面方程,并运用Matlab软件模拟仿真齿面方程和瞬时接触线方程,验证了新磨床结构的可行性。