本文摘要：摘要：為了使發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)齒輪在精密加工中，精度高，省時(shí)省力，采用在機(jī)測(cè)量技術(shù)對(duì)傳動(dòng)齒輪進(jìn)行精密加工。最終得到一種齒輪的精密加工在機(jī)測(cè)量技術(shù)方法，通過實(shí)驗(yàn)表明標(biāo)明，相對(duì)于傳統(tǒng)精密加工方法，精密加工在機(jī)測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，精度高，比節(jié)省用時(shí)節(jié)省54%，很好的滿足
摘要：為了使發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)齒輪在精密加工中，精度高，省時(shí)省力，采用在機(jī)測(cè)量技術(shù)對(duì)傳動(dòng)齒輪進(jìn)行精密加工。最終得到一種齒輪的精密加工在機(jī)測(cè)量技術(shù)方法，通過實(shí)驗(yàn)表明標(biāo)明，相對(duì)于傳統(tǒng)精密加工方法，精密加工在機(jī)測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，精度高，比節(jié)省用時(shí)節(jié)省54%，很好的滿足了工程需要。
關(guān)鍵詞：齒輪;精密加工;在機(jī)測(cè)量
0引言
在傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)齒輪加工中，遵循上機(jī)加工，離線測(cè)量。是將傳統(tǒng)的加工與測(cè)量分離開來，這就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)一定的問題。毛坯在安裝在機(jī)床上時(shí)，很難保證實(shí)際位置與理論位置相同，機(jī)床加工中精度、刀具的磨損量、毛坯的制造誤差等。這些都會(huì)反映在最終的齒輪成品上。本文應(yīng)用北京精雕在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)和智能修正技術(shù)可在機(jī)檢測(cè)工件實(shí)際位置，在精雕數(shù)控系統(tǒng)中進(jìn)行理論與實(shí)際位置誤差的計(jì)算和智能補(bǔ)償。完成發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)齒輪加工，與傳統(tǒng)加工方法相比省時(shí)省力。創(chuàng)造了比較好的精度與經(jīng)濟(jì)效益。
1精密加工在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)
傳統(tǒng)的檢測(cè)方法是將零件加工完成以后，將其卸下用三坐標(biāo)的設(shè)備離線檢測(cè)的方式。這種方式存在以下幾類問題：產(chǎn)品批量生產(chǎn)時(shí)，零件都需要進(jìn)行檢測(cè)，可能會(huì)出現(xiàn)零件堆積在質(zhì)檢部門待檢情況，導(dǎo)致后續(xù)的裝配工作無法開展。加工過程沒法控制，智能對(duì)成品零件的尺寸進(jìn)行檢測(cè)，加工過程中每一步工序完成情況沒法監(jiān)測(cè)。信息化程度弱，因?yàn)楹芏喙镜娜鴺?biāo)檢測(cè)儀配置是需要質(zhì)檢員進(jìn)行逐一手工記錄。工作量大。人工檢測(cè)還存在不同的檢測(cè)人員水平經(jīng)驗(yàn)差異，從而零件的統(tǒng)一表面可能有多種測(cè)量值的情況。
在機(jī)測(cè)量是將測(cè)頭等檢測(cè)工具集成到機(jī)床中，再輔以加工檢測(cè)為一體的軟件，在零件加工工藝中，可以完成實(shí)時(shí)加工反饋。而且可以通過對(duì)毛坯裝夾的的測(cè)量完成工件位置補(bǔ)償，使毛坯自動(dòng)擺正，完全不需要傳統(tǒng)的人工打表調(diào)整工件位置的方法省時(shí)省力，提高加工精度。毛坯在定位夾緊時(shí)就采用在機(jī)測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果對(duì)毛坯擺放位置進(jìn)行補(bǔ)償和修正。而通過在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)將數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析可以為批量生產(chǎn)時(shí)提供依據(jù)。在加工過程中不斷檢測(cè)，補(bǔ)償加工數(shù)據(jù)可以避免有刀具損耗、毛坯變形、表面加工尺寸誤差的諸多因素。保證后續(xù)加工精度。
2實(shí)例驗(yàn)證
①樣件模型分析：模數(shù)4齒數(shù)11壓力角20齒頂高系數(shù)0.75分度圓直徑44。材料718磨具鋼。加工要求技術(shù)要求：齒面極差要求<<0.02mm;未標(biāo)注尺才偏差±0.1mm未標(biāo)注角度偏差為±0.1°;銳邊倒角C0.2°孔與輸入軸配合間隙0.008-0.015mm;齒面粗糙度值0.8μm;表面不允許有任何磕碰、劃傷等加工缺陷。我們從模型中分析可知，模型與軸配合的孔表面要求精度較高。發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)齒輪齒面加工要求高。用傳統(tǒng)加工完成再進(jìn)行測(cè)量的方法，浪費(fèi)加工時(shí)間，影響加工效率。我們?cè)谶@里采用精雕Surfmill9.0對(duì)工件進(jìn)行刀路編程。工藝安排為粗加工、半精加工、精加工、倒角和底面精修磨削在機(jī)測(cè)量、智能補(bǔ)償。②發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)齒輪毛坯大小：48*14.46mm。材料718磨具鋼。
③關(guān)于工件的裝夾：發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)齒輪精度要求高，這里我們采用采用零點(diǎn)快換進(jìn)行工件的裝夾。零點(diǎn)定位器通過短錐實(shí)現(xiàn)中心定位，通過支持滑塊實(shí)現(xiàn)鎖緊。工件裝夾夾具包括零點(diǎn)快換、零點(diǎn)快換轉(zhuǎn)接板、齒輪工裝組成。重復(fù)定位精度小于0.005mm;夾緊力最高可達(dá)40,000N;齒輪毛坯通過螺栓緊固在齒輪工裝上。
④工件在機(jī)測(cè)量位置補(bǔ)償：在工件定位擺正之前，首先需要用標(biāo)準(zhǔn)球?qū)R進(jìn)行標(biāo)定，看測(cè)頭相對(duì)于機(jī)床的偏心情況和實(shí)際測(cè)頭的直徑值。采用的是在機(jī)測(cè)量，在工件上預(yù)設(shè)一些探測(cè)點(diǎn)，用測(cè)頭測(cè)得實(shí)際的點(diǎn)，將獲得的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)在Surfmill軟件中進(jìn)行擬合出實(shí)體零件的整個(gè)形態(tài)后與理論上的坐標(biāo)值進(jìn)行對(duì)比。
將差值自動(dòng)補(bǔ)償?shù)綑C(jī)床數(shù)據(jù)中，機(jī)床自動(dòng)擺正工件毛坯。這里采用回轉(zhuǎn)體法確定毛坯的位置偏差值。它的原理：圓柱孔面確定坐標(biāo)系Z軸方向;孔軸線與凹平面平面的交點(diǎn)確定坐標(biāo)系原點(diǎn);由于孔面是回轉(zhuǎn)體，無論如何放置，X、Y方向無影響，因此無需選擇平面旋轉(zhuǎn)X元素。
加工工藝安排：
1)齒形加工。a發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)齒輪毛坯齒根側(cè)面粗加工數(shù)控編程。粗加工齒根側(cè)面開粗加工，采用Surfmill自帶的特征加工—齒輪加工命令，選擇的加工域：齒根側(cè)面(前期做好的輔助面與輔助線)先設(shè)置一個(gè)齒根側(cè)面加工，然后再用陣列刀路的方法完成所有的齒根側(cè)面粗加工刀路設(shè)置。
b)半精加工。半精加工命令與粗加工類似，取消了指定參數(shù)線功能，將路徑間距設(shè)置為1mm。同樣的在編程完一條刀路以后將其映射到剩余齒根側(cè)面。c)精加工。精加工將路徑間距設(shè)置為0.2mm。其余與半精加工類似完成效果。d)齒根底面精加工。采用曲面投影精加工的方式，路徑間距0.15mm。切向進(jìn)刀。用底部邊緣帶有圓角的錐形刀(錐度牛鼻刀具)完成底部的精加工。e)齒根頂面倒角五軸曲線加工。采用刀路走五軸曲線的方式完成每個(gè)齒頂面倒角的加工。
2)中間與輸入軸配合孔的加工。采用平底銑刀擴(kuò)孔，磨頭精加工的方式完成通孔的加工。加工要求公差范圍0.005mm、粗糙度值0.8。完成軟件的刀具工藝規(guī)劃后，我們用Surfmill進(jìn)行軟件仿真。將所需要的機(jī)床導(dǎo)入、零點(diǎn)快換與工裝模型導(dǎo)入、毛坯導(dǎo)入、刀具導(dǎo)入、將零件工裝放在正確位置后，開始機(jī)床加工仿真。仿真結(jié)果良好，工藝安排合理，零件加工正常無過切與碰撞發(fā)生。
⑦加工完成零件在機(jī)測(cè)量檢測(cè)。針對(duì)加工完成以后的零件我們采用在機(jī)測(cè)量檢測(cè)其關(guān)鍵部位的加工精度。因?yàn)樵摪l(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)齒輪最重要表面即為與軸的配合孔徑，精度要求較高。所以我們?cè)谕瓿煽拙庸ず笥迷跈C(jī)測(cè)量技術(shù)實(shí)時(shí)檢測(cè)下孔的直徑值與圓柱度，避免因?qū)⒐ぜ断拢M(jìn)行離線測(cè)量發(fā)現(xiàn)零件精度不滿足要求，后續(xù)無法繼續(xù)加工的問題。這里我們采用Surfmill9.0在機(jī)測(cè)量模塊。
測(cè)頭設(shè)置方法與工件位置補(bǔ)償類似。我們?cè)谠谶@里檢測(cè)孔的直徑值與孔的圓柱度。在機(jī)測(cè)量模塊下選擇圓柱測(cè)量，設(shè)置好測(cè)量點(diǎn)與測(cè)量表面、測(cè)量參數(shù)。完成了孔徑的在機(jī)測(cè)量路徑設(shè)置。零件實(shí)際加工。將程序傳輸機(jī)床，毛坯裝夾完成，開始加工齒輪，加工完成和在機(jī)測(cè)量后得到在機(jī)測(cè)量結(jié)果。
最終結(jié)果顯示采用了在機(jī)測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)齒輪精密加工符合精度要求，超差為零。而相比與傳統(tǒng)方法用時(shí)節(jié)省54%、零件良品率提高、工人勞動(dòng)減少。有良好的經(jīng)濟(jì)效益和效果。我們采用數(shù)控加工與在機(jī)測(cè)量相結(jié)合的方式完成了發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)齒輪的加工及檢測(cè)。合理編排工藝流程，選擇合適的加工方法。針對(duì)工件加工中誤差產(chǎn)生的原因，設(shè)置了修正措施。本文關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)齒輪的精密加工中在機(jī)測(cè)量的應(yīng)用為相關(guān)問題提供了一個(gè)解決方案。
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作者：張景鈺ZHANGJing-yu
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