普及型数控成形磨齿机关键技术开发及应用

发布时间：2017-10-20 08:38

  本文关键词：普及型数控成形磨齿机关键技术开发及应用

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【摘要】：目前,齿轮传动系统是各种机器和机械装备中应用最为广泛的传动形式,但是新时期的传动结构对齿轮的精度提出了更高的要求。滚齿、剃齿再加热处理的传统齿轮加工方式已经不能满足未来对于齿轮的精度要求,大量的国内齿轮加工制造企业需要引入磨齿这一工序提高齿轮的精度。成形磨齿机通用性好、机床结构简单、生产率较高而且在齿轮加工方面性价比高,得到企业的广泛关注。但是国内外现行的成形磨齿机非常昂贵,中小企业难以承担。本文结合“十二五”国家科技支撑计划重点子课题“中小型机床再制造生产技术开发及产业化应用示范”,在课题要求解决的磨齿砂轮精密修形装置的基础上,拓展到齿轮工件的整个磨削过程。通过整合利用并改造现有成熟资源,以数控外圆磨床光机为基础,搭建起一台能加工5-6级精度齿轮的普及型的数控成形磨齿机。本文主要研究内容如下:首先,确定机床的基本参数,分析加工工艺确定加工运动方案,提出了由机床结构和控制系统两个部分组成的机床整体布局方案。在机床结构方面,完成了机床床身、工件精密主轴、砂轮架、直线位移进给系统和砂轮修整系统等机构的设计;针对控制系统,研究了控制方案的原理,并对控制部分硬件和软件进行了总体设计。其次,对普及型数控成形磨齿机的精度控制技术进行了研究。成形磨齿机精度控制主要有两个方面的内容,一个是齿轮工件的精密分度,另一个就是砂轮的精确修整。工件精密分度需要对工件分度进行重新标定,测量工件偏心误差,确定齿轮工件的分齿原点。对于砂轮精确修整,重点对直线进给坐标轴以及砂轮的旋转精度控制进行了研究。再次,研究了磨齿机控制系统软硬件的关键技术并完成了控制系统的开发。硬件方面,完成硬件之间的通信构建以及线路设计。软件方面,研究了磨削自动加工流程以及软件设计关键部分的原理,依据基本功能完成了软件的开发。最后,集成上述研究内容完成了普及型数控成形磨齿机样机的开发。
【关键词】：普及型 成形磨齿机 精度控制 数控系统 程序设计
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG616;TG659
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-18
• 1.1 研究背景及课题来源8-9
• 1.1.1 论文研究背景8-9
• 1.1.2 论文课题来源9
• 1.2 磨齿加工方法分析9-12
• 1.2.1 磨齿简述9-10
• 1.2.2 展成磨削10-11
• 1.2.3 成形磨削11-12
• 1.2.4 成形法的优势12
• 1.3 磨齿机国内外现状12-15
• 1.3.1 国外磨齿机发展现状12-14
• 1.3.2 国内磨齿机发展现状14-15
• 1.4 论文研究内容安排15-18
• 2 普及型数控成形磨齿机方案设计18-44
• 2.1 普及型成形磨齿机总体设计18-27
• 2.1.1 磨齿机基本参数18-19
• 2.1.2 成形磨齿工艺分析19-21
• 2.1.3 磨齿机加工运动方案21-22
• 2.1.4 磨齿机整体布局方案22-27
• 2.2 普及型数控成形磨齿机机床机构设计27-38
• 2.2.1 磨齿机床身27-30
• 2.2.2 磨齿机工件精密主轴30-33
• 2.2.3 磨齿机砂轮架33-35
• 2.2.4 磨齿机直线位移进给系统35-37
• 2.2.5 磨齿机砂轮修整系统37-38
• 2.3 普及型数控成形磨齿机数控系统方案设计38-42
• 2.3.1 控制基本原理38-39
• 2.3.2 磨齿机控制分析39-40
• 2.3.3 控制硬件部分总体设计40-41
• 2.3.4 控制软件部分总体设计41-42
• 2.4 本章小结42-44
• 3 普及型数控成形磨齿机精度控制技术44-58
• 3.1 工件精密分度44-47
• 3.1.1 分度重新标定44-45
• 3.1.2 工件偏心误差45-46
• 3.1.3 分齿原始点46-47
• 3.2 砂轮精确修整47-57
• 3.2.1 砂轮精密修形47-54
• 3.2.2 Z轴及X轴重复定位精度54-55
• 3.2.3 砂轮分度及回零精度55-57
• 3.4 本章小结57-58
• 4 普及型数控成形磨齿机控制系统开发58-70
• 4.1 磨齿机控制系统硬件58-62
• 4.1.1 控制系统通信构建58-59
• 4.1.2 控制系统线路设计59-62
• 4.2 磨齿机控制系统软件62-68
• 4.2.1 控制系统自动加工流程62-63
• 4.2.2 关键部分程序设计原理63-65
• 4.2.3 数控系统软件开发65-68
• 4.3 本章小结68-70
• 5 普及型数控成形磨齿机样机及总结70-76
• 6 总结与展望76-78
• 6.1 全文总结76
• 6.2 课题展望76-78
• 致谢78-80
• 参考文献80-84
• 附录84
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表或录用的论文目录84
• B. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目84
• C. 作者在攻读硕士学位期间所获奖励84

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本文编号：1066302