CN110252937A - 一种适用于锻造工艺的锥齿轮齿面点对点修形方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于锻造工艺的锥齿轮齿面点对点修形方法，包括以下步骤：步骤1：建立直齿锥齿轮理论3D模型；步骤2：在理论模型齿面上规划测量路径，建立与测量坐标系一致的坐标系后，即可获得网格节点的理论坐标；步骤3：用三坐标测量机测量这些网格节点的实际坐标值，这些网格节点的实际坐标值相对于理论坐标值的偏差反映了锻造过程的综合偏差；步骤4：根据公式得到综合误差补偿过的齿面网格节点；步骤5：建立基于锻造过程误差的全齿面修形模型，该适用于锻造工艺的锥齿轮齿面点对点修形方法，在既不需要增加工序，又不需要增加现有工艺的设备能力的同时，能够有效提高齿面精度，本发明设计合理，适合推广使用。

Description

一种适用于锻造工艺的锥齿轮齿面点对点修形方法

技术领域

本发明涉及齿轮设计领域，具体涉及一种适用于锻造工艺的锥齿轮齿面点对点修形方法。

背景技术

采用锻造工艺生产锥齿轮已成为汽车行业一种高效经济的生产方式，其制造流程大致为：锥齿轮3D建模——高速铣锥齿轮模具——锻造——热处理——齿轮成品。由该流程可知，锥齿轮实际齿面拓扑结构受模具加工误差、锻造过程误差、热处理误差等因素的共同影响，实际较齿面理论齿面偏差较大；而目前锻造行业锥齿轮在3D建模时还没有涉及基于锻造过程综合变形的齿面补偿修形，其困难在于锻造法生产的锥齿轮不可能像切削法那样通过调整机床运动参数来达到补偿齿面制造过程误差的目的，也就是说现有的切削法齿面制造误差补偿方法不适用于锻造法。锻造法生产的锥齿轮齿面制造误差的补偿修形需要另辟道路。简单地说，在锥齿轮3D建模之时就要考虑到锻造制造误差的影响，达到提高精度的目的，本专利就针对这一技术进行了研究。

发明内容

本发明为了克服上述的不足，提供一种能够有效提高齿面精度的适用于锻造工艺的锥齿轮齿面点对点修形方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种适用于锻造工艺的锥齿轮齿面点对点修形方法，包括以下步骤：

步骤1：建立直齿锥齿轮理论3D模型；

步骤2：在理论模型齿面上规划测量路径，建立与测量坐标系一致的坐标系后，即可获得网格节点的理论坐标；

步骤3：用三坐标测量机测量这些网格节点的实际坐标值，这些网格节点的实际坐标值相对于理论坐标值的偏差反映了锻造过程的综合偏差；

步骤4：根据公式得到综合误差补偿过的齿面网格节点；

其中公式为P3(x,y,z)＝2P1(x,y,z)-P2(x,y,z)；

P1点为理论齿面点，P2为P1对应的实际齿面点，P3为考虑制造误差后齿面点；

步骤5：建立基于锻造过程误差的全齿面修形模型。

具体的，步骤5中，将修正后的齿面观测点坐标按照一定的数据格式导入其中后，得到了直齿锥齿轮单个齿面片，利用生成的齿面片先生成单个齿槽，在轮坯上减去阵列后的齿槽部分即可得到直齿锥齿轮的精确三维模型。

本发明的有益效果是：该适用于锻造工艺的锥齿轮齿面点对点修形方法，在既不需要增加工序，又不需要增加现有工艺的设备能力的同时，能够有效提高齿面精度。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的观测点理论值，实测值和修正值对比示意图，细虚线交点代表观测点理论值，粗实线交点代表观察测点实测值，细实线交点代表观测点修正值。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例1：

如图1所示，一种适用于锻造工艺的锥齿轮齿面点对点修形方法，包括以下步骤：

步骤1：建立直齿锥齿轮理论3D模型；

步骤2：在理论模型齿面上规划测量路径，在齿长方向上取9点，在齿高方向上取5点，将网格节点作为观测点，提取理论模型齿面上观测点坐标及其法向矢量坐标，即可获得网格节点的理论坐标；

步骤3：将步骤2中得到的理论模型齿面观测点坐标导入三坐标测量机，测量坐标系需和步骤2的模型坐标系一致，即用三坐标测量机测量这些网格节点的实际坐标值，利用三坐标测量机测量相应各个观测点的实物齿轮齿面上实际坐标值及其法向矢量，将测量结果导出为数据文件，这些观测点的实际坐标值相对于理论坐标值的偏差反映了锻造过程的综合偏差；

步骤4：根据公式得到综合误差补偿过的齿面网格节点；

其中公式为P3(x,y,z)＝2P1(x,y,z)-P2(x,y,z)；

P1点为理论齿面点，P2为P1对应的实际齿面点，P3为考虑制造误差后齿面点；

步骤5：建立基于锻造过程误差的全齿面修形模型。

该实施例中：步骤5中，将修正后的齿面观测点坐标按照一定的数据格式导入其中后，得到了直齿锥齿轮单个齿面片，利用生成的齿面片先生成单个齿槽，在轮坯上减去阵列后的齿槽部分即可得到直齿锥齿轮的精确三维模型。

上述依据本发明为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (2)

1.一种适用于锻造工艺的锥齿轮齿面点对点修形方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：建立直齿锥齿轮理论3D模型；

步骤2：在理论模型齿面上规划测量路径，建立与测量坐标系一致的坐标系后，即可获得网格节点的理论坐标；

步骤3：用三坐标测量机测量这些网格节点的实际坐标值，这些网格节点的实际坐标值相对于理论坐标值的偏差反映了锻造过程的综合偏差；

步骤4：根据公式得到综合误差补偿过的齿面网格节点；

其中公式为P3(x,y,z)＝2P1(x,y,z)-P2(x,y,z)；

P1点为理论齿面点，P2为P1对应的实际齿面点，P3为考虑制造误差后齿面点；

步骤5：建立基于锻造过程误差的全齿面修形模型。

2.根据权利要求1所述的适用于锻造工艺的锥齿轮齿面点对点修形方法，其特征在于：步骤5中，将修正后的齿面观测点坐标按照一定的数据格式导入其中后，得到了直齿锥齿轮单个齿面片，利用生成的齿面片先生成单个齿槽，在轮坯上减去阵列后的齿槽部分即可得到直齿锥齿轮的精确三维模型。