基于SINUMERIK 840D系统蜗杆砂轮磨齿机自动对刀技术研究.pdf

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1、2013年8月机床与液压Aug．2013第41卷第15期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．41No．15DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．15．009基于SINUMERIK840D系统蜗杆砂轮磨齿机自动对刀技术研究刘海宁，李小宁，李光华，于瑞荣(1．南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094；2．南京二机齿轮机床有限公司，江苏南京211103)摘要：针对齿轮磨削过程中，蜗杆砂轮对齿槽两侧齿面的磨削不均匀而造成齿形误差的问题，提出一种用于数控磨齿机的高精度自动对刀

2、方法，采用AE传感器检测磨削接触过程中产生的声发射信号，并作为反馈信号由电控箱进行分析和处理。该方法已在SINUMERIK840D数控系统中实现，并最终实现精确对刀。实际加工证明，采用该方法显著提高了加工精度和加工效率。关键词：自动对刀；AE声发射；接触检测中图分类号：TP274文献标识码：B文章编号：1001—3881(2013)15—034—3ResearchonAutomaticToolPositioningTechnologyforCNCWormWheelGearGrindingMachineBasedonS

3、D僵ERIK8413lDLIUHaining，LIXiaoning，LIGuanghua，YURuirong2(1．SchoolofMechanicalEngineering，NamingUniversityofScienceandTechnology，NamingJiangsu210094，China；2．NanjingNo．2MachineToolWorks，NamingJiangsu211103，China)Abstract：Thereexistsunbalancedgrindingwhichcausesdev

4、iationbetweentheadjacenttwoteethusingworlnwheelintheproeessofgeargrinding．Ahigh—precisiontoolpositioningmethodforCNCgeargrindingmachinewaselaborated．AEsensorwasusedtodetecttheAEsignalinthegrindingprocess．TheAEsignalwasfeedbacktoelectricalcontrollertoanalyze．The

5、methodhadbeenrealizedinSINUMERIK840DNCsystem．Throughexperiment，itisprovedthatthismethodisaccurateandefficient．Keywords：Toolpositioning；Acousticemission；Contactdetection磨齿是现有齿轮加工精度最高的一种方法。数控产生塑性和弹性变形，而塑性变形产生的塑性功的释蜗杆砂轮磨齿机的加工原理跟滚齿加工相同，相当于放使磨削过程中能产生声发射信号。因此，可以采取一对圆

6、柱螺旋齿轮啮合。加工过程中，砂轮每转过一检测AE声发射信号的方法判断砂轮与工件是否磨削周，齿轮转过一齿⋯。接触。磨削齿轮过程的对刀相对于其他加工方法(车自动精对刀的整体思路是：数控系统自动寻找工削，铣削，平面磨削)较为复杂，对刀过程是齿轮件某个齿槽两侧的边界并记录位置，最后计算得出精与砂轮的啮合过程，要避免砂轮的顶牙与齿轮的轮齿确中点位置，即进给加工起始点。该自动精确对刀方发生碰撞，同时为了提高加工精度，砂轮与齿槽的两法采用检测磨削过程中产生的AE声发射信号作为反侧齿面要实现平衡接触，避免产生对齿槽两侧齿面磨馈信号。

7、当砂轮距工件1．5m左右时，可以观察到削的不平衡。传统采用人工对刀的方法进行对刀调声发射信号，当砂轮继续接近工件时，声发射信号幅整，工人通过观察磨削过程中齿槽两侧产生火花的情度不断增加，直到砂轮与工件接触，AE信号幅度增况，判断是否完成了对刀，或者采用简单的啮合方法加最大。磨削加工过程中可以根据AE信号电进行人工判断。人工对刀的方法效率低下，对刀过压值VA判断砂轮与齿轮是否产生接触。精确对刀系程需要4—5次的调整，每次更换工件后都需要重新统的组成如图1所示。对刀；加工工件的一致性不好，过于依赖工人的经验，最重要的是对

8、刀精度不高，使加工齿轮的精度不高，一般只有7级精度。针对上述的问题，作者提出了相应的解决方案。1自动对刀系统组成在砂轮磨削工件的过程中，既有摩擦又有磨损，还存在砂轮的磨料颗粒受力后崩落和挤压现象，金属图1自动对刀系统组成收稿日期：2012—06—26作者简介：刘海宁(1987一)，男，硕士研究生，研究方向为机械电子工程。E—mail：haini