精密無(wú)間隙雙導(dǎo)程蝸輪蝸桿,蝸輪蝸桿減速機(jī),平面二次包絡(luò)減速機(jī),蝸輪絲桿升降機(jī)

對(duì)齒精度對(duì)齒形磨削的影響

為了確保砂輪正確進(jìn)入齒槽及均分左右齒面磨削余量的要求，磨齒機(jī)床在對(duì)零件進(jìn)行磨削前都需要對(duì)零件進(jìn)行周向定位。如圖1所示的成形磨齒，必須保證齒槽中心面與砂輪齒形中心面重合。在正確磨出第一個(gè)齒槽后，機(jī)床將依次將工件分齒并磨出全部齒形。

若磨齒前工件的周向定位不準(zhǔn)確將造成齒槽兩側(cè)磨量的大小不均，嚴(yán)重的砂輪會(huì)直接撞擊齒面將工件磨廢甚至?xí)斐蓹C(jī)床精度的喪失。

周向定位偏差將直接影響到后續(xù)磨齒的齒側(cè)余量，這樣實(shí)際磨齒時(shí)必須按余量大的一側(cè)考慮，導(dǎo)致徑向進(jìn)給次數(shù)增加，從而降低加工效率。此外，上述余量不均將造成余量大的一側(cè)的實(shí)際磨削層厚度大于理論設(shè)定值，對(duì)于滲碳或氮化熱處理硬齒面齒輪，由于本身表面硬化層很淺，實(shí)際磨削層厚度的增加將導(dǎo)致成品零件齒面硬度的下降，從而導(dǎo)致零件質(zhì)量問(wèn)題或影響到零件的工作性能。

 

齒輪磨削對(duì)齒技術(shù)概況

目前的磨齒機(jī)床對(duì)齒技術(shù)基本上可以分為三個(gè)層次。在中小規(guī)格磨齒機(jī)上基本沒(méi)有配備專(zhuān)門(mén)的對(duì)齒裝置，工作中只能依靠操作者手動(dòng)操作砂輪靠近工件通過(guò)目測(cè)判斷進(jìn)行工件周向定位。也有部分機(jī)床企業(yè)或磨齒機(jī)用戶加裝了機(jī)械接觸式對(duì)齒裝置，通過(guò)人工操作使得與工件齒槽相對(duì)應(yīng)的定位頭（如梯形截面或園截面）靠近工件，同時(shí)旋轉(zhuǎn)工件使其齒槽兩側(cè)面與定位頭接觸，使得齒槽截面對(duì)稱中心與砂輪齒形截面對(duì)稱中心重合，從而確保后續(xù)磨齒兩側(cè)余量的均勻。上述兩種情況齒槽周向定位精度差、工作效率低、可靠性沒(méi)有保障。在數(shù)控大規(guī)格磨齒機(jī)上，由于機(jī)床本身功能的需要配備有在線自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，可以利用該系統(tǒng)自動(dòng)尋跡齒槽兩側(cè)面確定其中心面位置，其工作精度高，但成本也很高。

非接觸式自動(dòng)對(duì)齒技術(shù)方案

從上述行業(yè)情況看，中小規(guī)格磨齒機(jī)的工件自動(dòng)對(duì)齒問(wèn)題目前并沒(méi)有很好地解決，而這一類(lèi)設(shè)備卻是為企業(yè)所普遍使用的，而且也已經(jīng)普及數(shù)控化。由于對(duì)齒技術(shù)的落后，造成的質(zhì)量和效率等問(wèn)題嚴(yán)重影響了設(shè)備的投資效益。一種方便的解決辦法是將數(shù)控大規(guī)格磨齒機(jī)上采用的測(cè)量裝置與技術(shù)進(jìn)行移植，這樣從技術(shù)上可以很好的解決問(wèn)題，但這種方案的硬件成本高，將導(dǎo)致機(jī)床整體性價(jià)比的下降，同樣影響到設(shè)備的投資效益。

考慮到一般需要磨齒的工件都是鋼或鑄鐵類(lèi)金屬材料，位置檢測(cè)可以采用電感或電容式的非接觸感應(yīng)測(cè)頭。如圖2所示，將感應(yīng)測(cè)頭1置于被測(cè)工件2齒形的徑向，其工作面離被測(cè)齒輪齒頂圓的距離設(shè)定在測(cè)頭的有效感應(yīng)距離范圍內(nèi)。

根據(jù)初始狀態(tài)不同，可以分成兩種情況考慮：

第一種情況是：初始狀態(tài)時(shí)，工件齒槽與感應(yīng)測(cè)頭工作面相對(duì)如圖2a所示，感應(yīng)測(cè)頭沒(méi)有信號(hào)輸出，此時(shí)通過(guò)正向旋轉(zhuǎn)工件，使齒輪左齒面實(shí)體接近感應(yīng)測(cè)頭工作面，從而觸發(fā)感應(yīng)測(cè)頭形成信號(hào)輸出，控制系統(tǒng)記住信號(hào)上升沿角度坐標(biāo)值c1，然后反向旋轉(zhuǎn)工件，使得齒輪右齒面實(shí)體接近感應(yīng)測(cè)頭工作面，從而再次觸發(fā)感應(yīng)測(cè)頭形成信號(hào)輸出，控制系統(tǒng)記住信號(hào)上升沿角度坐標(biāo)c2，對(duì)應(yīng)的兩個(gè)角度坐標(biāo)平均值（c1+c2）/2即為齒槽中心位置坐標(biāo)。

第二種情況是：初始狀態(tài)時(shí)，工件齒面實(shí)體與感應(yīng)測(cè)頭工作面相對(duì)如圖2b所示，感應(yīng)測(cè)頭有信號(hào)輸出，此時(shí)可以先正方向緩慢旋轉(zhuǎn)工件，直至測(cè)頭輸出消失，恢復(fù)至如圖2a所示，再重復(fù)第一種情況的操作循環(huán)即可。

該方案的對(duì)齒檢測(cè)精度可以達(dá)到±0.02mm，完全能夠滿足齒槽對(duì)齒的精度要求。另外，傳感器的防護(hù)等級(jí)可達(dá)到IP67以上，具有很好的抗污染能力，可以在實(shí)際工作環(huán)境下更可靠地工作。非接觸式測(cè)量方式在對(duì)齒速度上與通用測(cè)量裝置相比可以提高數(shù)倍。

自動(dòng)對(duì)齒技術(shù)在機(jī)床上的應(yīng)用

如圖3所示為一種與中小型數(shù)控磨齒機(jī)配套的采用非接觸式感應(yīng)測(cè)頭的自動(dòng)對(duì)齒裝置。主要包括殼體5、擺動(dòng)氣缸1、擺軸6、擺臂10、感應(yīng)測(cè)頭8、夾持座9、和可調(diào)擋鐵12等。該裝置以擺動(dòng)氣缸1為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，通過(guò)開(kāi)口緊固夾2和開(kāi)口套3聯(lián)接同軸傳動(dòng)擺軸6帶著其前端的擺臂10擺動(dòng)。擺臂10擺動(dòng)的兩個(gè)極限位置，其中一個(gè)位置靠近被檢測(cè)對(duì)象，為放出檢測(cè)位置，由可調(diào)擋鐵12接觸固定座11決定其位置。另外一個(gè)位置則遠(yuǎn)離被檢測(cè)對(duì)象，為收回位置，由擺動(dòng)氣缸1的擺動(dòng)行程確定其位置。擺臂10末端裝有夾持座9，夾持座9末端裝有感應(yīng)測(cè)頭8。

當(dāng)工件在機(jī)床上安裝完成后，啟動(dòng)磨齒循環(huán)，機(jī)床控制器將根據(jù)工件相關(guān)參數(shù)及機(jī)床相關(guān)控制軸的坐標(biāo)來(lái)確定工件與檢測(cè)裝置的相對(duì)位置。在該檢測(cè)位置，擺動(dòng)氣缸1工作，將感應(yīng)測(cè)頭8送出至檢測(cè)位置（圖3實(shí)線位置），機(jī)床頭架慢速帶動(dòng)工件周向旋轉(zhuǎn)對(duì)齒槽尋邊，控制器記錄齒槽兩邊的位置角度，并取兩邊位置角度的平均值為齒槽中心面位置角度。檢測(cè)結(jié)束，檢測(cè)裝置擺動(dòng)氣缸1換向，控制擺軸6帶動(dòng)擺臂10反向擺動(dòng)將感應(yīng)測(cè)頭收回。

齒形結(jié)構(gòu)要素在機(jī)械零件上非常普遍，典型零件如齒輪、花鍵等。采用磨削進(jìn)行齒形精加工是高精度硬齒面齒形零件加工的主流工藝。目前中小規(guī)格磨齒設(shè)備迫切需要配套一種精密、自動(dòng)，并且經(jīng)濟(jì)可行的自動(dòng)對(duì)齒裝置。本文提出的一種非接觸式對(duì)齒裝置，在檢測(cè)過(guò)程中無(wú)機(jī)械接觸，精度高，工作穩(wěn)定，技術(shù)成熟可靠，具有很高的性價(jià)比；結(jié)合機(jī)床的控制系統(tǒng)，可以自動(dòng)完成齒形零件加工前的高效、精確檢測(cè)對(duì)齒，實(shí)現(xiàn)齒側(cè)加工余量均分，經(jīng)濟(jì)地滿足高精、高效齒形加工的要求。目前在我公司的中小規(guī)格數(shù)控磨齒機(jī)上已經(jīng)有批量的實(shí)際應(yīng)用，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。