[发明专利]C2阶连续循环球式转向器摇臂轴非圆齿扇的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及C2阶连续循环球式转向器摇臂轴的加工方法，特别涉及一种C2阶连续循环球式转向器摇臂轴非圆齿扇的加工方法。

背景技术

汽车转向器摇臂轴齿扇齿条副的传动比曲线决定了转向性能，目前所使用的传动比曲线绝大多数为分段直线，既有速度冲击，也有柔性冲击。整体C2阶连续传动比完全克服上述转向性能的不足，但如何制造加工该非圆齿扇存在较大的难度，主要体现在：(1)刀具轨迹是高阶复杂曲线，方程复杂，轨迹插补计算量大，插补实时性难以保证；(2)轨迹离散成小线段后插补速度波动大，如何采取合理的离散算法控制速度波动，获得高精度齿扇至关重要，目前C2阶连续循环球式转向器摇臂轴非圆齿扇还是空白。

中国发明专利《数控齿扇插齿机加工摇臂轴偏心齿扇计算公式和加工方法》(申请号CN200810153330.9)发明了一种数控齿扇插齿机加工摇臂轴偏心齿扇计算公式和加工方法，该方法具有参数化编程能完成整个工件轮廓曲线计算和加工，在短时间内将参数输入数控系统中，达到加工偏心距齿扇要求。

上述专利能够实现变速比曲线均为为分段直线摇臂轴齿扇加工，但对于如中国发明专利《一种汽车转向器齿扇齿条副的设计方法》(申请号：CN201510152337.9)所公开的整体C2阶连续循环球式转向器摇臂轴，该上述专利则不能达到整体C2阶连续循环球式转向器摇臂轴的加工。

发明内容

针对背景技术的不足，本发明要解决传动比曲线C2阶连续循环球式转向器摇臂轴非圆齿扇的加工技术问题，提供一种汽车转向器齿扇的加工方法。本发明通过对称分段处理的方式，实现C2阶连续循环球式转向器摇臂轴的加工。同时，本发明还公开了在加工精度要求不太高的条件下，采用插补计算的方法，使加工计算公式的表达十分简洁，插补计算效率高。本发明能够实现C2阶连续循环球式转向器摇臂轴的加工，且可以根据精度要求选择不同的加工方式。

本发明的技术方案是：一种C2阶连续循环球式转向器摇臂轴非圆齿扇的加工方法，包括轴和C轴的控制，其中C轴定速旋转，其特征在于：

所述的Y轴分段对称轨迹方程为，

第一段，公式如式(2)所示，

第二段，公式如式(3)所示，

第三段，公式如式(4)所示，

第四段，公式如式(5)所示，

第五段，公式如式(6)所示，

以上5段轨迹方程对应于传动比曲线的右半部分，左半部分与此对称，其中：p表示循环球式转向器中滚珠丝杠的螺距，表示传动比曲线分段点；a₁,a₂,a₃,a₄,a₅,b₁,b₂,c₁,c₂,c₃,c₄,c₅表示常系数。轨迹分段离散控制方程为：

本发明还公开了一种C2阶连续循环球式转向器摇臂轴非圆齿扇的加工方法，包括Y轴和C轴的控制，其中C轴定速旋转，其特征在于：所述的Y轴采用增量Δy的方式控制，其中为C轴的增量且划分足够小，r为齿扇节曲线径向半径，

根据如上所述的C2阶连续循环球式转向器摇臂轴非圆齿扇的加工方法，其特征在于：它还包括如下步骤(1)系统启动；

(2)装载程序；

(3)加工仿真；

(4)装夹工件，用卡板将工件转到对中位置；

(5)工件夹紧；

(6)循环启动开始；

(7)C轴转动初始位置；

(8)X轴径向进给；

(9)按照上述的方法对C轴和Y轴进行联动控制，加工工件；

(10)加工完成，轴径向退刀，机床回到初始状态，等待下一次循环开始；

(11)程序结束；

(12)松开工件并取出。

附图说明

图1为C2阶连续循环球式转向器摇臂轴非圆齿扇加工方案图；

图2为C2阶连续的传动比曲线；

图3为右半部分轨迹曲线；

图4为切削加工原理示意图；

图5为系统启动；

图6为仿真加工齿形；

图7为实际加工过程；

图8为加工结束，等待下一次循环。

具体实施方式