CN1603043A - 用于在齿轮精加工机床上定位具有预切削齿的工件的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于定位具有预切削齿的工件的齿距的方法，工件被组装在齿轮精加工机床的工作主轴上以进行加工。进行系列生产时，为了避免超出余量定位的定位误差出现，对工件进行校正偱环，该工件在紧接之前的加工循环中被加工，在机床控制系统预定或计算的加工循环间隔之后自动响应校正循环。采用该方法，任何倾向误差被储存为零。

Description

用于在齿轮精加工机床上定位具有预 切削齿的工件的方法和装置

发明领域

本发明涉及一种用于定位预加工工件的齿距的方法和装置，该工件被装配在齿轮精加工机床的工作主轴上以进行精加工。

发明背景

随着对齿轮驱动的运转性能要求增加，对轮齿精加工的精度要求也越来越高。在大多数情况下，预加工工件被表面硬化，然后对其精加工使其所有作用表面的尺寸精密。在该方法中，齿侧面的精加工特别复杂，损耗资源，且加工昂贵。为了降低制造成本，也为了避免必须提供不必要的大的硬化深度，并使精加工刀具的左右侧面的磨损平衡且将这种磨损减小到最小，因而，努力使精加工的材料余量尽可能小。为了对齿进行精加工，实际上意味着每一侧面的切削深度是百分之几毫米，最多达至0.2毫米。在一般情况下，如果对左右侧面进行相同加工，就要求预切削齿相对于精加工刀具的定位十分准确，从而后者就能准确地进入待加工的齿距中心，从而均匀地从工件的左右侧面切削掉材料。

在齿轮精加工机床上频繁地进行定位的过程中，一个非接触式功能测量探针，该定位探针位于机床工作区的合适几何点处。优选地，其位于装配在工作主轴上的工件的预切削齿的外直径附近。定位探针通常运用感应、光学或磁性原理进行操作。为了进行定位，工作主轴旋转且待加工的齿坯的所有齿侧面的角度位置通过定位探针来测量。然后计算所有齿距中心线的平均值。该平均值与储存在机床控制系统中的期望值进行比较。现在通过将工作主轴旋转一定角度来定位工件，该角度与所测量的平均值与预定的期望值之间的差值相对应；即，在机床控制系统中使该平均值与期望值相一致。

齿距中心相对于机床刀具的角度位置的期望值由机床装配期间所谓的校正循环而定。为了此目的，对已被预先粗略加工且仍位于工作主轴上的工件进行定位测量。如果工件的两侧面在测量点处被精加工，即，两侧面被完全加工，特别地被完全研磨，那么这些侧面表示了齿距中心相对于机床刀具的准确期望位置。该期望值即是在定位测量中所测量的角位。

为了采用所述程序来获得高精度定位，首要之一是在系列生产期间定位程序的测量条件不会相对于机床组装过程中的测量条件而改变，或不会相对于在校正循环中确定期望的定位值过程中的测量条件而改变。但是，实践经验表明：在系列生产过程中，随着时间延长，由于热或其他物理影响会出现定位误差。结果就是左右侧面被切削掉的材料不相等，或由于加工余量不足难以在一些侧面的整个侧面上进行精加工操作。

由于复杂的机床结构和处理程序，并由于许多对加工有本质影响的物理因素，使定位误差随着系列生产期间的趋势方式变化主要仅能在昂贵的控制下决定和产生。在一些情况下，仅有的方法是干扰生产过程且通过安装者或操作者重复进行校正循环，采用这种方式生产量大量下降且花费更高。通常直到已经产生大量废料时才能意识到这一点的必要性。

发明内容

本发明的目的是提供一种方法和装置，用于在齿轮精加工机床上定位预切削齿轮的齿，只需少的努力和花费就能将定位准确度保持在工件系列生产期间的严格公差极限范围内。

分别具有权利要求1和9所述特征的方法和装置能达到本发明的目的。

根据本发明，根据至少一个建立在机床的误差倾向行为基础上的判断准则，在系列生产期间对刚被加工的工件自动重复地进行校正循环。

这种被使用的判断准则优选是易受机床影响的可测量特性。

一个判断准则例如是，从最后一个校正循环开始一定时间间隔已经过去。满足本目的的时间间隔例如是建立在根据经验对机床的观察基础上的。获得预定数目的工件或加工循环也能用作判断准则。也可以同时考虑工件数量和时间间隔。并且也可以考虑机床的停机次数。

另外，所需的切削力能用作判断准则，例如，检测力矩变化或刀具一侧的切削负载。

机床中的热变化也能用作判断准则，例如通过温度探针可以检测该热变化。

机床的控制系统可以单独地或结合起来地考虑上述和另外的判断准则，也可以按相同比率或不同比率考虑这些判断准则。

选择为唯一参数的判断准则必须被如此选择以至于用作新校正循环基础的工件具有两个被精加工的侧面。在这种情况下，最好通过对机床或机床类型的经验来决定。

根据本发明的方法，任何涉及到定位误差的倾向在超过余量极限之前被储存为零。

附图的主要描述

下面根据优选实施例来详细解释本发明，这些实施例显示在附图中。附图如下：

图1概略地表示了齿轮制造机床上的工件、定位探针和加工刀具的设置，齿轮制造机床用于精加工具有预切削齿的齿轮。

具体实施方式

图1表示齿轮制造机床上的工件、定位探针和加工刀具的设置的图解平面图，齿轮制造机床用于精加工具有预切削齿的齿轮。典型的加工刀具例如是研磨杆、砂轮、铣刀、镗模头和类似物。

自动加工循环的开始与最开始所描述的发明背景部分中的相应程序一致。首先，通过图中未示出的装载装置，以公知方式将工件坯料1安装并夹紧在主轴2上。夹紧之后，使主轴2旋转，以公知方式通过定位探针3来测量工件的齿侧面相对于固定的定位探针3的角位。机床控制系统根据所测数据来计算所有齿距的角位的平均值。然后，工件1旋转一定角度(该角度即是平均值与期望值之间的角度差)，随后工件1与加工刀具4啮合。装配机床时，已经以公知方式预先获得所述的期望值，因为在对已加工或预先定位的组装工件进行校正循环中，测量了齿距的角位，其代表期望值，所获得的测量值被储存用作机床控制系统所使用的期望值。被加工之后，工件1不进行啮合，被松开，并通过装载装置从主轴移走，从而开始新的循环。

在发明背景部分公知的程序中，相继的工件重复进行该过程，直到系列中的所有元件已经被加工。另一方面，根据本发明的方法提供了一种机床控制系统，以在刚被加工的工件1被松开之前根据至少一个给定的判断准则自动响应新的校正循环。在校正循环中，刚被加工的工件的齿距中心线的角位被测量。这种测量提供了一种新的期望值，根据本发明，该期望值自动取代了先前所用的期望值。并非直到被测量的工件1被松开且从工作主轴2移走为止。随后加工程序以公知方式重新开始，直到机床控制系统再次响应对刚被加工的工件进行自动校正的循环。

用于唯一参数的预定判断准则例如是获得已执行的加工循环的预定数目。例如，这些数目根据加工时间而定。优选地，直到下一个响应校正循环为止，加工循环的数目与经验判定的机床倾向行为相关。两个连续的校正循环之间的间隔的测定或计算是建立在时间、所测量的机床温度或其他的期望判断准则基础上的。在用加工刀具进行精加工的情况下(该刀具在机床上再次被磨光或弄尖)，例如在每次被磨光和弄尖之后，自动校正循环重新开始。也可以考虑几个这样的决定性判断准则。并且可以使单个校正之间的间隔相等或不同。

只要需要，组装者或操作者当然能手工响应校正循环，从而，随后能自动进行校正循环。

附图标记表

1.工件

2.工作主轴

3.定位探针

4.加工刀具

Claims (9)

1.一种定位具有预切削齿的工件(1)的齿距的方法，在系列生产中将工件一个接一个夹紧在齿轮精加工机床的工作主轴(2)上以进行精加工，其中，在机床装配期间，对预定位或已被研磨的装配工件进行校正循环，以测定装配工件的齿距中心线的期望值，从而在对夹紧在机床上的工件进行加工循环之前测量了工件的齿侧面的角度位置，根据期望值来定位待加工工件，其特征在于：根据至少一个建立在机床的误差倾向行为基础上的判断准则自动进行新的校正循环，在校正循环中，刚被加工的工件在加工循环之后保持夹紧并被用作新的装配工件，这些新的校正循环以一定间隔重复进行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：至少使用下列组中的一个判断准则：获得加工循环的预定数目、获得预定时间间隔、切削力的变化、机床的温度变化。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：考虑几个加权的或不加权的判断准则。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于：时间间隔是常量或变量。

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于：机床控制系统根据机床的自动测量自动测定间隔的持续时间。

6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于：从一个到下一个自动校正循环的间隔持续时间根据机床的温度特性而定。

7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于：在加工刀具每次被再次磨光或再次削尖之后自动响应新的校正循环。

8.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于：新的校正循环由操作者手工响应，在被激活之后自动进行新的校正循环。

9.一种用于定位具有预切削齿的工件的齿距以在系列生产中连续地进行精加工操作的装置，该装置具有用来夹紧这些工件中的一个的工作主轴、用于测量被夹紧工件的齿距中心线的测量探针、和评估和控制单元，评估和控制单元比较齿距中心的测量值和存贮的期望值并根据期望值定位待加工工件，所述的期望值从第一校正循环中获得，其特征在于：控制单元根据至少一个建立在机床误差倾向行为基础上的判断准则进行新的校正循环，在完成了加工之后，工件仍在原位置被夹紧，从新的校正循环获得的新期望值被储存，为了使用该值来对随后的系列生产中的装配工件进行定位。

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