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ZN蜗杆修缘成形磨削的砂轮修整技术研究与实验

宋晓  
【摘要】:ZN蜗杆又称法向直廓蜗杆。在重要的应用场合,为改善其啮合性能,常需要对ZN蜗杆进行齿形修缘,配备机械砂轮修整装置的传统蜗杆磨床难以实现精确的修缘磨削。本课题针对ZN蜗杆修缘齿形的成形磨削,研究成形砂轮的数控修整。 论文以ZN蜗杆左齿面为例进行成形磨削的理论分析,按照螺旋面的产生原理建立蜗杆的齿面方程,并在ZN蜗杆法平面引入齿形的修缘分析和计算,通过设置修缘比例和修缘量参数来控制蜗杆齿形的精确修缘,然后根据齿面空间啮合原理计算成形磨削所需的砂轮截形。计算得到的成形砂轮截形由一系列的离散点来表达,采用双圆弧拟合法对截形点进行平滑优化逼近,得到数控加工所需要的曲线类型。 针对ZN蜗杆成形磨削的砂轮修整,本文研究了利用金刚石轮作为修整工具的成形砂轮数控修整方法,将修整轮的尺寸元素作为修整参数引入到砂轮修整工艺路径的分析中,可以更方便地通过参数调节实现砂轮截形的精密修整。文中提出一套实用的成形砂轮修整方案,并根据成形砂轮的修整工艺,对实验用数控砂轮修整器的机械系统和控制系统性能进行简要说明。 结合工厂的生产实际,选定一种双导程ZN蜗杆进行蜗杆磨削和砂轮修整实验。对蜗杆齿形进行修缘分析计算,并根据单边砂轮修整的工艺路径,得到成形砂轮修整的数控加工程序。在本课题组设计的数控砂轮修整器上完成成形砂轮的修整,然后在工厂的蜗杆磨床上进行蜗杆磨削。针对砂轮修整器可能存在的机械系统误差,提出了一种引入误差补偿分析的成形砂轮修整方法,并在实验中得到验证。经过蜗杆的磨削、齿面检测和砂轮的修整,最后使修缘齿形的双导程ZN蜗杆左、右齿面的磨削精度均达到在6级以上,证明本文研究的成形砂轮修整技术的实用性。


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