[发明专利]一种基于智能主动补偿的超高强钢齿轮切削加工方法

说明书

本发明公开一种基于智能主动补偿的超高强钢齿轮切削加工方法，该方法涉及根据齿轮受载对齿轮齿形进行智能主动补偿修形，基于修形后的齿形设计加工刀具，利用加工刀具直接加工出修形后的齿轮。齿轮在载荷作用下，啮合时齿形会发生变形，啮合性能变差。根据齿轮受载，确定齿轮齿面载荷分布，计算载荷作用下齿面的变形，根据齿面接触、弯曲变形规律构建齿廓补偿模型，将补偿后的齿形点拟合得到新的齿形，再将新得到的齿形作为初始齿形进行迭代分析，建立刀具与工件的加工坐标系，根据生成的齿面建立专用加工刀具。该方法可以在切削过程中直接加工出补偿后的齿形，减少磨削工序的加工量，同时补偿后的齿形可以改善齿轮的啮合性能，减少啮合冲击。

技术领域

本发明属于机加工领域。涉及齿轮智能补偿修形方法和刀具切削加工。

背景技术

齿轮是现代机械设备的核心部件，齿轮的性能往往直接影响整机设备的运行效果。齿轮的设计与加工是保证齿轮性能的主要途径，目前最常用的齿轮是渐开线齿轮，但是在载荷作用下，尤其在重载作用下，齿轮齿面会发生弯曲变形与接触变形，其啮合齿形并非按照理想的渐开线进行啮合，啮合冲击和噪声会明显増大，影响齿轮的寿命与可靠性。目前对轮齿的修形的加工大部分在磨削过程中加工，在切削加工时留出一定的切削余量，磨削时对工件进行加工得到修形后的齿轮，但是这样会明显增加磨削工作量，进而增加轮齿加工时长，降低生产效率。

本发明结合现代工业要求以及目前的生产水平对传统切削加工进行设计，结合齿面接触变形与弯曲变形的计算方法，通过智能补偿得到新的齿形，设计可以直接得到新齿形的刀具并进行切削加工，不仅减小了磨削工序齿轮的加工量，提高了齿轮加工的效率，而且可以提高轮齿的精度和寿命。

发明内容

本发明公开了一种基于智能主动补偿的超高强钢齿轮切削加工方法，包括齿轮智能主动补偿修形方法和修行后齿轮切削加工技术。

本发明旨在提出一种可以在切削过程中实现加工出修形后齿轮的方法，可以减小磨削工序齿轮的加工量，同时切削的工作量没有发生很大变化，可以有效的提高齿轮的制造加工效率。

具体实施步骤如下：

S1：推导齿轮齿廓，建立齿轮齿面方程；

S2：计算啮合时轮齿受到的作用力；

S3：计算在啮合作用力作用下轮齿接触变形与弯曲变形；

S4：将变形量补偿到齿廓；

S5：检验补偿后的齿廓是否满足在作用力作用下按照理想啮合线啮合，进行迭代计算；

S6：根据计算的齿廓推导刀具型面；

S7：建立刀具模型，验证刀具的正确性。

S8：进行实际加工，加工出新齿形齿轮。

附图说明

图1为本发明的流程图

图2为本发明以渐开线齿廓为例补偿后的齿廓与原渐开线齿廓的对比

图3为本发明以滚齿加工为例建立刀具与工件的坐标关系

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方案做详细说明：

一种基于智能主动补偿的超高强钢齿轮切削加工方法，包括以下步骤：

S1：建立齿轮齿面方程。基于啮合线，计算转角，通过坐标转换生成渐开线齿廓方程。设啮合线上任意一点的坐标为P(x,y)，则齿轮齿廓为：

(x_l,y_l)为(x,y)对应的齿廓坐标点的坐标，为齿轮转角，r为齿轮分度圆半径，其中可以由下式求得：