精密無間隙雙導(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)

對齒精度對齒形磨削的影響

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)床在對零件進(jìn)行磨削前都需要對零件進(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)量問題或影響到零件的工作性能。

 

齒輪磨削對齒技術(shù)概況

目前的磨齒機(jī)床對齒技術(shù)基本上可以分為三個層次。在中小規(guī)格磨齒機(jī)上基本沒有配備專門的對齒裝置，工作中只能依靠操作者手動操作砂輪靠近工件通過目測判斷進(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)械接觸式對齒裝置，通過人工操作使得與工件齒槽相對應(yīng)的定位頭（如梯形截面或園截面）靠近工件，同時旋轉(zhuǎn)工件使其齒槽兩側(cè)面與定位頭接觸，使得齒槽截面對稱中心與砂輪齒形截面對稱中心重合，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測量系統(tǒng)，可以利用該系統(tǒng)自動尋跡齒槽兩側(cè)面確定其中心面位置，其工作精度高，但成本也很高。

非接觸式自動對齒技術(shù)方案

從上述行業(yè)情況看，中小規(guī)格磨齒機(jī)的工件自動對齒問題目前并沒有很好地解決，而這一類設(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。由于對齒技術(shù)的落后，造成的質(zhì)量和效率等問題嚴(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題，但這種方案的硬件成本高，將導(dǎo)致機(jī)床整體性價比的下降，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金屬材料，位置檢測可以采用電感或電容式的非接觸感應(yīng)測頭。如圖2所示，將感應(yīng)測頭1置于被測工件2齒形的徑向，其工作面離被測齒輪齒頂圓的距離設(shè)定在測頭的有效感應(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，工件齒槽與感應(yīng)測頭工作面相對如圖2a所示，感應(yīng)測頭沒有信號輸出，此時通過正向旋轉(zhuǎn)工件，使齒輪左齒面實(shí)體接近感應(yīng)測頭工作面，從而觸發(fā)感應(yīng)測頭形成信號輸出，控制系統(tǒng)記住信號上升沿角度坐標(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)測頭工作面，從而再次觸發(fā)感應(yīng)測頭形成信號輸出，控制系統(tǒng)記住信號上升沿角度坐標(biāo)c2，對應(yīng)的兩個角度坐標(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，工件齒面實(shí)體與感應(yīng)測頭工作面相對如圖2b所示，感應(yīng)測頭有信號輸出，此時可以先正方向緩慢旋轉(zhuǎn)工件，直至測頭輸出消失，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。

該方案的對齒檢測精度可以達(dá)到±0.02mm，完全能夠滿足齒槽對齒的精度要求。另外，傳感器的防護(hù)等級可達(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。非接觸式測量方式在對齒速度上與通用測量裝置相比可以提高數(shù)倍。

自動對齒技術(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)測頭的自動對齒裝置。主要包括殼體5、擺動氣缸1、擺軸6、擺臂10、感應(yīng)測頭8、夾持座9、和可調(diào)擋鐵12等。該裝置以擺動氣缸1為動力驅(qū)動，通過開口緊固夾2和開口套3聯(lián)接同軸傳動擺軸6帶著其前端的擺臂10擺動。擺臂10擺動的兩個極限位置，其中一個位置靠近被檢測對象，為放出檢測位置，由可調(diào)擋鐵12接觸固定座11決定其位置。另外一個位置則遠(yuǎn)離被檢測對象，為收回位置，由擺動氣缸1的擺動行程確定其位置。擺臂10末端裝有夾持座9，夾持座9末端裝有感應(yīng)測頭8。

當(dāng)工件在機(jī)床上安裝完成后，啟動磨齒循環(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)來確定工件與檢測裝置的相對位置。在該檢測位置，擺動氣缸1工作，將感應(yīng)測頭8送出至檢測位置（圖3實(shí)線位置），機(jī)床頭架慢速帶動工件周向旋轉(zhuǎn)對齒槽尋邊，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。檢測結(jié)束，檢測裝置擺動氣缸1換向，控制擺軸6帶動擺臂10反向擺動將感應(yīng)測頭收回。

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，并且經(jīng)濟(jì)可行的自動對齒裝置。本文提出的一種非接觸式對齒裝置，在檢測過程中無機(jī)械接觸，精度高，工作穩(wěn)定，技術(shù)成熟可靠，具有很高的性價比；結(jié)合機(jī)床的控制系統(tǒng)，可以自動完成齒形零件加工前的高效、精確檢測對齒，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。