滚齿误差及补偿技术研究

论文摘要

齿轮是机械行业量大面广的基础件,在生产和制造领域占有极其重要的地位。滚齿加工是齿轮加工的重要手段。随着滚齿技术的发展,人们对滚齿机床及工艺系统的刚度和精度要求更高。提高机床的精度,减小机床的误差有着十分重要的意义。本文对YKX3132G型六轴滚齿机床的误差、误差模型及造成误差的热致变形、力致变形等进行详细的理论分析,设计并建立起完整的实验系统,进行了一系列的试验,建立起滚齿加工热误差模型。 文中对滚齿加工中机床刀具与工件间的各种位置变化对齿轮加工精度的影响,对滚齿加工过程中刀具相对工件偏差的变化速度对加工精度的影响进行了全面的分析。利用坐标变换的方法,建立起六轴滚齿机的误差数学模型。 针对滚齿加工自身特点、滚齿切削力的变化规律,对滚齿加工中力致误差和YKX3132G型数控六轴滚齿机加工工艺系统刚度进行了详细的分析和研究,并导出系统刚度理论计算公式。 系统地对滚齿机床因热致误差造成的刀具、工件偏差及其补偿技术进行了研究。研究包括机床误差的理论分析、试验安排、试验研究、数据处理方法、热变形系统的辨识和误差的补偿方法等。 针对滚齿机床的结构特点,分析了滚齿机床热源及减小热误差变形的方法,导出这种型式机床热变形造成的刀具与工件间线性误差和角度误差的数学模型。对滚齿加工中的数据处理方法进行了分析研究,特别是对数据的筛选方法进行了重点的分析和研究。对神经网络、回归分析等方法用于齿轮加工进行了研究,用逐步回归与径向基神经网络结合对YKX3132G型滚齿机床热致变形进行系统辨识,并成功地建立滚齿机床热致误差模型,结果表明,效果良好。 对滚齿加工工艺系统的误差补偿方法进行了分析和研究。讨论了滚齿误差的补偿方法的特点,针对滚齿加工中几何误差、力致变形误差和热致变形误差各自的特点,提出了相应的补偿方法。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 提高齿轮加工精度意义
• 1.2 滚齿机床发展状况
• 1.3 滚齿机床误差研究状况
• 1.4 数控滚齿机床误差研究的意义
• 1.5 存在的问题
• 1.6 论文各部分的内容
• 1.7 本研究所涉及的科研课题
• 第二章 滚齿机床误差分析
• 2.1 引言
• 2.2 建立数控滚齿机床的误差模型
• 2.3 滚刀、工件相对位置偏差对加工精度的影响
• 2.4 滚刀、工件转动偏差对加工精度的影响
• 2.5 总结
• 第三章 滚齿切削力及力致变形
• 3.1 引言
• 3.2 滚齿切削力的产生
• 3.3 滚齿切削力致变形
• 3.4 滚切力对齿轮加工的影响目录
• 3.5 变形测量方法的选择
• 3.6 滚齿切削力的测量方法
• 3.7 YKX3132G型滚齿工艺系统刚度
• 3.8 本章小结
• 第四章 滚齿热与热致变形
• 4.1 引言
• 4.2 滚齿机床加工时机床主要发热源分析
• 4.3 机床热变形及其对加工精度影响
• 4.4 滚齿机床热变形引起工件、刀具间的相对位置偏差
• 4.5 如何消除或减小热变形的影响
• 4.6 本章小结
• 第五章 滚齿误差的补偿
• 5.1 引言
• 5.2 误差的消除与减小
• 5.3 滚齿机床几何偏差、热变形偏差、力变形偏差补偿方法的研究
• 5.4 补偿的手段
• 5.5 YKX3132G型滚齿机床的刀具、工件热变形补偿
• 5.6 本章总结
• 第六章 滚齿机床热变形系统辨识
• 6.1 试验
• 6.2 建立变形与温度关系模型
• 6.3 本章总结
• 第七章 展望与总结
• 7.1 全文总结
• 7.2 展望
• 附录
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表论文
• 致谢