[发明专利]基于神经网络智能控制的电化学齿轮修形的方法

说明书

技术领域

本发明涉及齿轮修形工艺领域，主要是一种基于神经网络智能控制的电化学齿轮修形的方法。

背景技术

由于齿轮存在着加工及安装误差，传动过程中还存在着弹性变形及热变形，因此需要对齿轮进行齿廓修形和齿向修鼓，传统的齿轮修形工艺对于难加工齿面，脆性材料以及结构与形状复杂的齿轮(如双联齿，多联齿，准双曲面齿轮，螺旋齿等)存在着较大的局限性。

目前对于齿轮修形的方法主要是机械修形法，它主要有分为以下几种方法：机械仿形(靠模法)：它是利用在加工渐开线齿轮时，改变切深，齿轮只是在齿向齿厚方向发生变化的原理来实现齿向修形的。加丁时，在加工量比规定值大的位置切入，并逐渐退刀至齿宽中点，再逐渐进刀至切完，即可加工出鼓形齿，这种加工进给装置可用液压进给式、进给丝杠转动式、凸轮进给式等。莱歇尔公司的2B齿轮磨床和马格齿轮磨床都是采用这一原理修形的。这种运动复杂，设备造价高，可用电仿型装置代替：即用电感仪校修形模板来控制径向进给机构的伺服电机，达到双向进给调整切深，从而加丁出鼓形齿的目的。

普通修形：对刀具进行特殊修磨即可实现剃齿修缘.也可修鼓。另外，还有磨齿修形，其设备的加工运动较复杂。

数控修形：其原理是以大齿轮的齿向为基准，通过共扼副在跑合架上的啮合，测量装置可测得齿向误差，误差值经汁算机换算成小齿轮的修形丝后，再经自控系统指挥铣头进行加工。另外还有电火花修形等方法。这些方法一个共同的缺点就是对于硬齿面，脆性齿面，复杂齿面(如多联齿，准双曲面齿，螺旋齿等)等的修形具有较大的难度和局限性性，而电化学齿轮修形则是解决以上难题的有效方法。

电化学齿轮修形的基本原理是基于电解加工过程中阳极溶解的原理，将被加工零件作为阳极放置于电解液中，通以直流电后零件表面金属发生阳极溶解而被去除，达到电化学加工的目的.在电解液的电场中，电力线越密集，则电流密度越大，该处金属去除量也较多，所以有效地控制电力线分布即可对规则零件进行可控去除.电化学齿轮修形的基本思想是在电解液中以齿轮为阳极，以另一金属为阴极，当通以电流后，由于齿轮轮齿形状的特点，在齿面齿顶位置的电力线较为集中，而靠近齿根部位的电力线则逐渐稀疏，因此齿顶部位的修形量要大于齿根部位的修形量，这样可达到齿廓修形的目的，同时由于齿轮齿向两端形成的电力线在棱角处较为集中，故齿端的齿面在电化学加工时金属的去除量要多于中间齿面，在一定程度上满足了齿向修形的要求。电化学齿轮修形是一种极有价值的工艺方法，修形的同时可提高齿形精度，去除齿轮加工毛刺，降低齿面表面粗糙度及摩擦系统，减少齿轮啮合噪声，提高其抗胶合能力及使用寿命。具有加工成本低，适应性强，加工设备无需复杂的机械运动，可加工结构形状复杂，齿面硬度很高及常规修形方法无法加工的各类齿轮，是一种实用、高效、经济的加工方法。尽管电化学齿轮修形方法是解决这些齿轮修形的难题的有效方法。电化学修形过程中，由于加工的影响参数较为复杂，有的加工影响因素甚至交替作用，因此给加工控制带来了不确定性因素

针对电化学齿轮加工，为了使加工进行自动化，需要设计能够自动控制加工参数的自动化装置，因此发明者发明了一种通用的控制装置可适应多种齿轮的电化学修形的实时控制新装置。另外，针对加工量与加工影响参数的复杂性及不确定性，发明者采用了基于智能控制的方法，从而提高了加工的可靠性及控制精度。该装置可广泛地应用于电化学加工(ECM)的自动化及控制系统的实现。具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明要解决上述现有的缺点，提供一种基于神经网络智能控制的电化学齿轮修形的方法，不仅可实现电化学齿轮加工的自动化，而且协同控制工件的旋转速度及阴极滑块的移动速度，可完成对复杂形状的轮齿修形加工。

本发明解决其技术问题采用的技术方案。这种基于神经网络智能控制的电化学齿轮修形的方法，该方法包括如下步骤：

(1)、在修形时，根据修形量和修形区域的要求以及齿轮材料的性质，控制系统根据角位置传感器检测到轮齿与滑块的相对位置，控制可控电源施加在阴极滑块与阳极齿轮间的电流大小，即电化学加工电流；

(2)、控制系统控制阴极滑块相对轮齿在不同位置时的移动速率，实质上是控制轮齿不同部位的电化学加工时间，通过对以上两个参数的控制，可以使轮齿在不同部位的金属蚀除量不同，从而达到整个轮齿齿向修鼓和齿廓修缘的目的；