多功能成形磨齿机关键技术研究

摘要

随着齿轮传动朝着高速、重载、高精度和高效率的方向发展，对齿轮的要求也越来越高。国内常用的插（拉）齿后氮化处理工艺已经不能满足要求，更多的采用磨削工艺。目前国内制造的磨齿机大都是按展成法设计的，不仅对机床的传动链精度要求特别高，且加工效率较低，也不能用于磨削内齿轮。成形法磨齿具有机床结构简单、磨齿效率高、可磨削各种齿形且可在机进行修形和误差补偿等优点。为了提高机床设计效率、使机床向系列化发展，本文在原有成形磨齿样机的基础上开发了快速设计系统。为了提高机床总体性能和齿轮磨削精度，本文从磨削头静动态特性和砂轮精确修形技术两个方面进行了研究，其主要内容和成果如下： 1．根据模块化设计原理，在功能分析的基础上划分了成形磨齿机的各级模块。以三维设计软件Pro/E为开发平台，以Pro/Toolkit为二次开发工具，建立了成形磨齿机各级模块的全参数化三维模型库，开发了支持模块化设计的磨齿机CAD系统。 2．对砂轮架进行了静力结构分析，得出了该零件在工作载荷下的等效应力和变形云图，并改进了砂轮架的结构。静力分析结果表明，改进后砂轮架结构设计更为合理。通过对砂轮主轴进行模态分析，获得了其低阶固有频率及振型，计算出了砂轮主轴的临界转速，为进一步的动力学分析提供了必要的依据。 3．针对成形砂轮的在机修整问题，本文研究了直线逼近渐开线算法，提出一种等误差直线逼近方法，利用VC++6.0编制了渐开线轮廓成形砂轮数控修整软件，实现PC机自动编程和数控自动加工的统一。 4．进行了砂轮修整和磨齿实验，证明了本文修形方法能满足加工要求。