ZC_1蜗杆精密磨削加工

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1、学术交流ACADEMICCOMMUNICATION理论/研发/设计/制造ZC1蜗杆精密磨削加工张彦坤，李志峰（陕西理工学院机械工程学院，陕西汉中723003）摘要：基于成形砂轮对工件进行磨削加工的原理，应用空间啮合理论对ZC1蜗杆磨削过程进行理论推导，得出了啮合线方程和砂轮轴向截形的数学模型，利用MATLAB软件计算出砂轮的轴截形并利用此截形数据在配有CNC砂轮修整器的数控螺纹磨床上对砂轮进行修型，用修型好的砂轮磨削工件从而实现对蜗杆的精密加工。关键词：成形砂轮；轴向截形；CNC砂轮修整器中图分类号：TG584文献

2、标识码：A文章编号：1002－2333（2013）08－0016－03PrecisionGrindingMethodofZC1-wormZHANGYan-kun，LIZhi-feng（SchoolofMechanicalEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology,Hanzhong723003,China）Abstract：Basedonthetheoryofmachiningworkpieceswiththeformedgrindingwheel,themeshingequa

3、tionandgrindingwheelcrosssectionaboutZC1-wormarederivedonthebasisofspaceengagementtheory.Grindingwheelcross-sectionalprofileiscalculatedbytheMATLABsoftwareandtheresultisappliedtodesigntheworkinglineoftheCNCgrindingwheeldresser,withtherepairedgrindingwheeltogri

4、ndthewormtorealizethehighprecision.Keywords：formedgrindingwheel;grindingwheelcross-sectionalprofile;CNCdresser1引言iua1iu′ZC1蜗杆具有齿面接触应力小、制造工艺简单、传动效率高、承载能力高等特点，在冶金、矿山、起重等行业获kuOuc1ru得日益广泛的应用。其螺旋面既可用圆弧刀刃的车刀切ku′αθαnOα制成形，也可用圆弧回转面的盘形砂轮磨削成形［1］。与车ru′ρ削相比，成形磨削作为一种新的螺纹加工

5、方法，具有加工Mua［2］Pb1精度高、生产效率高、齿形加工精度稳定性好等优点，可［3-4］α在配备有CNC砂轮修整器的数控螺纹磨床上实现。r1CNC砂轮修整器是数控螺纹磨床的关键部件，采用CNC砂轮修型技术可以实现复杂空间曲面的精密磨削加工［5－6］，由于该技术对砂轮截形进行过精确计算和数控修图1磨削加工位置简图型并且对工件齿面进行磨削加工，具有车削、铣削无法比拟的优点，在高精度ZC1蜗杆的齿面加工中将得到广泛au为两轴间的公垂线长度。的应用。在σu′中，砂轮轴面圆弧廓线α-α的向量方程为2ZC蜗杆磨削加工数学模

6、型的建立［5-6］ru′=-ρsinθ·iu′+ρcosθ·ku′（1）1ZC1蜗杆是一种非直纹面圆柱蜗杆，其螺旋齿面由圆式中，θ-砂轮轴面圆弧上任一点M的位置参数。环面包络成形，安装时蜗杆轴线与砂轮轴线的夹角等于M点由σu′变换到σu的变换矩阵为00蜗杆分度圆柱导程角。0cosδsinδ0-c1cosδ00000如图1所示，砂轮轴向剖面是一段半径为ρ的圆弧0-sinδcosδ0c1sinδ000Muu′=00（u）0001－a0α-α，圆弧中心在Oα点，坐标系σ=［Ou；iu，ju，ku］与砂轮0100000（1

7、）000010固联，坐标系σ=［O1；i1，j1，k1］与蜗杆固联，动坐标系σu′00=［Ou′；iu′，ju′，ku′］与圆弧α-α固联，设砂轮轴线与蜗杆轴式中，δ-M点在Ouiuju平面内转过的角度。经坐标变换式M，将M点的径矢r′变换到σ（u）中，线的公垂线通过蜗杆法面圆弧齿廓的中点P，r1为蜗杆分uu′u度圆柱面的半径，αn为蜗杆分度圆柱面上的法向齿形角得到砂轮工作母面方程：0x=-（ρsinθ+c）cosδ并与螺旋升角γu相等，a1为中心点Oα到两轴线公垂线的0u100距离，b、c分别为O点到蜗杆轴线与砂

8、轮轴线的距离，0yu=（ρsinθ+c1）sinδ（2）11α000基金项目：国家高档数控机床与基础制造装备科技重大专项“高0zu=ρcosθ-a1经推算，砂轮工作母面上的单位法线矢量n（u）为精度螺纹加工技术及设备”（2011ZX04003-021）16机械工程师2013年第8期学术交流理论/研发/设计/制造ACADEMIC