CN112001041B - 一种检测螺旋锥齿轮尖齿刀条的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种检测螺旋锥齿轮尖齿刀条的方法，先通过测量中心的软件基于刀条的设计参数构建刀条的三维测量模型，再通过所述测量中心测量实际加工的刀条的基本参数并与三维测量模型进行比对，判断是否在误差范围内。本发明中通过刀条设计参数在测量中心构建三维测量模型，再进行测量比对，能够有效判断实际加工的刀条的尺寸误差，进而评判刀条是否符合生产及加工要求，达到及时止错纠错、提高生产效率的效果。

Description

一种检测螺旋锥齿轮尖齿刀条的方法
技术领域
本发明涉及一种齿轮刀具加工方法，特别涉及一种检测螺旋锥齿轮尖齿刀条的方法。
背景技术
螺旋锥齿轮的加工通常是采用在刀盘上安装特定的尖齿刀条运用于铣齿机进行加工的，尖齿刀条的制造精度及误差对螺旋锥齿轮的齿形精度等误差影响起着重要的作用。而通过测量中心的尖齿刀条的检测能判断刀条是否符合生产及加工的要求，及时止错纠错，提高生产效率。因此研究并提出一种检测螺旋锥齿轮尖齿刀条的方法具有积极意义并且符合市场需求。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种能够有效检测判断刀条是否符合要求的检测螺旋锥齿轮尖齿刀条的方法。
根据本发明实施例的检测螺旋锥齿轮尖齿刀条的方法，先通过测量中心的软件基于刀条的设计参数构建刀条的三维测量模型，再通过所述测量中心测量实际加工的刀条的基本参数并与三维测量模型进行比对，判断是否在误差范围内。
根据本发明的实施例，至少具有如下技术效果：
本发明中通过刀条设计参数在测量中心构建三维测量模型，再进行测量比对，能够有效判断实际加工的刀条的尺寸误差，进而评判刀条是否符合生产及加工要求，达到及时止错纠错、提高生产效率的效果。
根据本发明的一些实施例，所述设计参数包括刀条宽度，刀条厚度，E值，重磨角度，前刀面高度，前角，主刃后角，副刃后角，顶刃后角，侧偏距，刀顶宽，顶刃斜角，装刀高，倾角，主、副刃刀尖圆角半径，主、副齿根修形高度，主、副齿根修形角度，主、副齿根修形半径，主、副压力角，主、副齿根高，主、副曲率半径，主、副齿形全高，主、副齿顶修形角度，主、副齿顶修形半径，主、副齿顶修形高度，DeltaS，DeltaH和DeltaN值。
根据本发明的一些实施例，在测量所述基本参数时，先校准实际加工的刀条，再进行测量。
根据本发明的一些实施例，校准时，通过夹具将刀条竖直固定在测量中心上，将测量中心的探针移动至刀条一侧的中间位置，之后测量中心的探针自动接触X和Y方向的刀条的两个定位面，计算出两个定位面与基准面的偏移量，通过探针在两个定位面的水平移动计算出相较于基准面的平面误差，将平面误差补偿到测量点坐标中，之后探针移动到主、副刀刃尖点位置，以此作为Z方向的基准点。
根据本发明的一些实施例，校准之后，探针根据已读入的坐标点按坐标点的法矢方向退让2mm从主刃齿根开始测量，从探针沿坐标点法矢方向按线条插补行进4mm，测量路径为从主刃切削刃齿根开始逆时针方向测量到副刃切削刃齿根结束，之后继续对样条采样各点的数值点与法矢做叉乘，以最大值作为各点的误差值。
根据本发明的一些实施例，在构建所述三维测量模型时，由刀条的设计参数计算出基础原始点，进而计算出主刃、副刃、顶刃各端点平面坐标值。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是刀条的一种结构示意图；
图2是探针对Y方向的定位面的测量示意图；
图3是探针对X方向的定位面的测量示意图；
图4是探针对Z方向基准点的测量示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参照图1～图4，本发明是一种检测螺旋锥齿轮尖齿刀条的方法，先通过测量中心的软件基于刀条的设计参数构建刀条的三维测量模型，再通过测量中心测量实际加工的刀条的基本参数并与三维测量模型进行比对，判断是否在误差范围内。
本发明中通过刀条设计参数在测量中心构建三维测量模型，再进行测量比对，能够有效判断实际加工的刀条的尺寸误差，进而评判刀条是否符合生产及加工要求，达到及时止错纠错、提高生产效率的效果。
其中，刀条的设计参数由刀条调整卡得到，直接或间接得到的设计参数包括刀条宽度，刀条厚度，E值，重磨角度，前刀面高度，前角，主刃后角，副刃后角，顶刃后角，侧偏距，刀顶宽，顶刃斜角，装刀高，倾角，主、副刃刀尖圆角半径，主、副齿根修形高度，主、副齿根修形角度，主、副齿根修形半径，主、副压力角，主、副齿根高，主、副曲率半径，主、副齿形全高，主、副齿顶修形角度，主、副齿顶修形半径，主、副齿顶修形高度，DeltaS，DeltaH和DeltaN值。由刀条的设计参数计算出基础原始点，进而计算出主刃、副刃、顶刃各端点平面坐标值，最后构建三维测量模型。
在一些实施例中，构建模型时，Y方向的计算采用如下公式进行：
Figure BDA0002591414050000041
其中，δA为刀盘倾角，
hd为主刃齿根高，
γS为前角，
Figure BDA0002591414050000051
为倾角与主刃顶刃前角的差值，
CO为参考点，选定中间位置附近的点作为参考点，
αF为主刃压力角。
进而对坐标点进行坐标系旋转，空间转换模型为：
Figure BDA0002591414050000052
继续地将计算的刀条坐标点转换到机床坐标系中。
机床空间坐标系转换模型为：
Figure BDA0002591414050000053
在一些实施例中，在实际测量时，先通过夹具将刀条竖直固定在测量中心上，将测量中心的探针移动至刀条一侧的中间位置，之后测量中心的探针自动接触X和Y方向的刀条的两个定位面，计算出两个定位面与基准面的偏移量，通过探针在两个定位面的水平移动计算出相较于基准面的平面误差，将平面误差补偿到测量点坐标中，之后探针移动到主、副刀刃尖点位置，以此作为Z方向的基准点，以此完成刀条校准。
在校准之后再进行测量，测量结束后比较刀条误差点与理论点的数据值，如果两者的差值在误差范围内，则齿轮加工刀条满足精度要求。
在一些实施例中，校准之后按如下方式进行测量：探针根据已读入的坐标点按坐标点的法矢方向退让2mm从主刃齿根开始测量，从探针沿坐标点法矢方向按线条插补行进4mm，测量路径为从主刃切削刃齿根开始逆时针方向测量到副刃切削刃齿根结束，之后继续对样条采样各点的数值点与法矢做叉乘，以最大值作为各点的误差值。最后由误差点与理论点数据再测量中心上生成误差对比图形。即:
Devi＝(eyi*nyi+ezi*nzi)max
其中，eyi、nyi、ezi、nzi分别为测针Y和Z方向的压量值和法矢，i为样条插补个数，i＝1、2、3…40。
在一些实施例中，测量主要包括刀条主、副刃切削刃的测量和三面刀E值的测量。E值误差计算模型为：
Figure BDA0002591414050000061
其中，Edev为误差值，
αH为主刃压力角，
γS为前角，
Figure BDA0002591414050000062
为倾角与主刃顶刃前角的差值，
E为理论值。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种检测螺旋锥齿轮尖齿刀条的方法，其特征在于：先通过测量中心的软件基于刀条的设计参数构建刀条的三维测量模型，再通过所述测量中心测量实际加工的刀条的基本参数并与三维测量模型进行比对，判断是否在误差范围内；
在测量所述基本参数时，先校准实际加工的刀条，再进行测量；
校准时，通过夹具将刀条竖直固定在测量中心上，将测量中心的探针移动至刀条一侧的中间位置，之后测量中心的探针自动接触X和Y方向的刀条的两个定位面，计算出两个定位面与基准面的偏移量，通过探针在两个定位面的水平移动计算出相较于基准面的平面误差，将平面误差补偿到测量点坐标中，之后探针移动到主、副刀刃尖点位置，以此作为Z方向的基准点；
校准之后，探针根据已读入的坐标点按坐标点的法矢方向退让2mm从主刃齿根开始测量，从探针沿坐标点法矢方向按线条插补行进4mm，测量路径为从主刃切削刃齿根开始逆时针方向测量到副刃切削刃齿根结束，之后继续对样条采样各点的数值点与法矢做叉乘，以最大值作为各点的误差值。
2.根据权利要求1所述的检测螺旋锥齿轮尖齿刀条的方法，其特征在于：所述设计参数包括刀条宽度，刀条厚度，E值，重磨角度，前刀面高度，前角，主刃后角，副刃后角，顶刃后角，侧偏距，刀顶宽，顶刃斜角，装刀高，倾角，主、副刃刀尖圆角半径，主、副齿根修形高度，主、副齿根修形角度，主、副齿根修形半径，主、副压力角，主、副齿根高，主、副曲率半径，主、副齿形全高，主、副齿顶修形角度，主、副齿顶修形半径，主、副齿顶修形高度，DeltaS，DeltaH和DeltaN值。
3.根据权利要求1所述的检测螺旋锥齿轮尖齿刀条的方法，其特征在于：在构建所述三维测量模型时，由刀条的设计参数计算出基础原始点，进而计算出主刃、副刃、顶刃各端点平面坐标值。
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