CN116117599B - 齿轮加工机床刀架倾转轴中心位置测量方法 - Google Patents
齿轮加工机床刀架倾转轴中心位置测量方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116117599B CN116117599B CN202211490505.1A CN202211490505A CN116117599B CN 116117599 B CN116117599 B CN 116117599B CN 202211490505 A CN202211490505 A CN 202211490505A CN 116117599 B CN116117599 B CN 116117599B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- axis
- center
- pin shaft
- reading
- coordinate system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 44
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 9
- 230000009191 jumping Effects 0.000 claims description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
- B23Q17/22—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
- Gear Processing (AREA)
Abstract
本发明公开了一种齿轮加工机床刀架倾转轴中心位置测量方法，包括如下步骤：步骤一：在刀具轴上安装测量工装，测量工装包括接盘和销轴，接盘固定安装在刀具轴上，销轴安装在接盘上并位于接盘的径向方向；步骤二：转动刀具轴，使销轴的轴线与刀架倾转轴的轴线平行；步骤三：初步确定刀架倾转轴轴心位置；步骤四：精确计算刀架倾转轴轴心位置。本发明可适用于任何需要刀架倾转且转动范围受限的齿轮加工机床，如蜗杆砂轮磨齿机、成形磨齿机、滚齿机和车齿机等，在机床坐标系确定后，精确测量刀架倾转轴轴心位置，显著减少为提升齿轮加工精度的调整难度和时间，本发明的测量方法具有工装简单、对操作人员要求低、测量速度快和测量结果准确的显著优点。
Description
技术领域
本发明属于齿轮加工技术领域，具体的为一种齿轮加工机床刀架倾转轴中心位置测量方法。
背景技术
数控磨齿机是齿轮硬齿面精密加工专用机床，直接决定齿轮齿面精度，进而影响到齿轮传动***的整体性能。在机床装配完成后，会采用激光干涉仪等仪器对机床直线轴和旋转轴的位置误差和定位误差进行测量，进而进行补偿。然而，以上方法均为在机床坐标系确定后进行的，而机床坐标系在确定时是根据机床倾转轴位置来确定的，在确定机床坐标系后应当基于该坐标系重新精确测量机床倾转轴所在的位置，将显著减少机床在服役后在提升齿面精度过程中不必要的调整时间，为实现齿轮的精密磨削提供基础。
对于可以实现360°转动的旋转轴(如工作台)，通过连续转动该轴并配合标准量棒、千分表和专用工装的使用来精确的找到该轴中心在机床坐标系中的位置。但是对于由于机床结构受限而只能在一定角度范围内进行旋转的轴(如带动整个刀架倾转的运动轴)，常规的测量方法不能通过千分表读数判断出超过该旋转轴行程范围的读数变化趋势，在找该旋转轴中心时对测量者经验要求非常高，同时需要耗费大量的时间且很难准确的测量出该旋转轴的真实中心位置。在修砂轮或者磨齿轮等需要刀架倾转的场合，由于刀具中心与整个刀架的旋转中心之间有偏置，若刀架倾转中心位置不测量或测量不准确，会使得偏置距计算和设定不正确，导致磨削后齿面不正确或者精度不高，显著提高磨齿精度的调试难度和时间。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种齿轮加工机床刀架倾转轴中心位置测量方法，能够精确测量刀架倾转轴中心位置，降低齿轮加工机床在服役期内为提升齿轮精度的调整难度并节省调整时间，为齿轮的精密加工提供基础。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种齿轮加工机床刀架倾转轴中心位置测量方法，包括如下步骤：
步骤一：在刀具轴上安装测量工装，所述测量工装包括接盘和销轴，所述接盘固定安装在刀具轴上，所述销轴安装在接盘上并位于接盘的径向方向；
步骤二：转动刀具轴，使销轴的轴线与刀架倾转轴的轴线平行；
步骤三：初步确定刀架倾转轴轴心位置：
31)在销轴的径向方向安装两个千分表，其中一个千分表位于齿轮加工机床的Z轴方向，另一个千分表位于齿轮加工机床的Y轴方向；
32)预设一个A轴中心，并以预设的A轴中心为原点O创建坐标系YOZ，坐标系YOZ的Y轴与机床Y轴平行，坐标系YOZ的Z轴与机床Z轴平行；使刀架绕A轴从初始位置分别向两侧转动，根据两个千分表的读数的变化情况判断销轴中心位于坐标系YOZ的象限区域；
步骤四：精确计算刀架倾转轴轴心位置：
将刀架绕A轴从初始位置分别向两侧转动设定角度；以Z向千分表在刀架转动到两侧角度位置时的读数分别与Z向千分表在刀架在位于初始位置时的读数之间的变化值，求解得到销轴中心相对于A轴中心的位置，并求解得到刀具轴轴线与A轴轴线之间的偏置距。
进一步，所述步骤二中，使销轴的轴线与刀架倾转轴的轴线平行的方法为：
21)固定齿轮加工机床的Y轴和Z轴方向不动，移动X轴并保持千分表侧头与销轴表面接触，读取千分表的读数，以千分表最大读数与最小读数之间的差值作为销轴表面的跳动范围；
22)判断销轴表面跳动范围是否小于设定阈值：若是，则认为销轴的轴线与刀架倾转轴的轴线平行；若否，则执行步骤23)；
23)转动刀具轴，执行步骤21)。
进一步，所述步骤23)中，根据千分表在移动X轴的过程中的读数变化趋势，判断销轴的轴线相对于A轴轴线的倾斜方向，刀具轴的转动方向与销轴的轴线相对于A轴轴线的倾斜方向相反。
进一步，所述步骤31)中，使两个千分表分别位于坐标系YOZ的+Z和-Y方向，并分别命名为Z表和Y表；所述步骤32)中，以+Y方向朝向+Z方向转动的方向为正方向，反之为负方向，使刀架绕A轴从初始位置分别正方向和负方向转动和/>在转动刀架的过程中，观察Z向千分表和Y向千分表读数的变化趋势，判断销轴中心位于坐标系YOZ的+Z区域或-Z区域。
进一步，以A轴位于0°位置时为A轴的初始位置；将坐标系YOZ的四个象限分别均分为两个分区，以正方向转动方向依次命名为第一分区和第二分区；当判断销轴中心位于坐标系YOZ的+Z区域时，Z表和Y表的读数变化情况包括：
当A轴从0°往正方向转时，Z表读数增大，Y表读数增大；当A轴从0°往负方向转时，Z表读数减小，Y表读数减小但减小趋势减缓甚至读数反向增大；则销轴中心位于坐标系YOZ的第一象限的第一分区；
当A轴从0°往正方向转时，Z表读数增大但增大趋势减缓甚至读数反向减小，Y表读数增大；当A轴从0°往负方向转/>时，Z表读数减小，Y表读数减小；则销轴中心位于坐标系YOZ的第一象限的第二分区；
当A轴从0°往正方向转时，Z表读数减小，Y表读数增大；当A轴从0°往负方向转时，Z表读数增大但增大趋势减缓甚至读数反向减小，Y表读数减小；则销轴中心位于坐标系YOZ的第二象限的第一分区；
当A轴从0°往正方向转时，Z表读数减小，Y表读数增大但增大趋势减缓甚至读数反向减小；当A轴从0°往负方向转/>时，Z表读数增大，Y表读数减小，则销轴中心位于坐标系YOZ的第二象限的第二分区。
进一步，以A轴位于0°位置时为A轴的初始位置；将坐标系YOZ的四个象限分别均分为两个分区，以正方向转动方向依次命名为第一分区和第二分区；当判断销轴中心位于坐标系YOZ的-Z区域时，Z表和Y表的读数变化情况包括：
当A轴从0°往正方向转时，Z表读数减小，Y表读数减小；当A轴从0°往负方向转时，Z表读数增大，Y表读数增大但增大趋势减缓甚至读数反向减小；则销轴中心位于坐标系YOZ的第三象限的第一分区；
当A轴从0°往正方向转时，Z表读数减小但减小趋势减缓甚至读数反向增大，Y表读数减小；当A轴从0°往负方向转/>时，Z表读数增大，Y表读数增大；则销轴中心位于坐标系YOZ的第三象限的第二分区；
当A轴从0°往正方向转时，Z表读数增大，Y表读数减小；当A轴从0°往负方向转时，Z表读数减小但减小趋势减缓甚至读数反向增大，Y表读数增大；则销轴中心位于坐标系YOZ的第四象限的第一分区；
当A轴从0°往正方向转时，Z表读数增大，Y表读数减小但减小趋势减缓甚至读数反向增大；当A轴从0°往负方向转/>时，Z表读数减小，Y表读数增大；则销轴中心位于坐标系YOZ的第四象限的第二分区。
进一步，以A轴位于0°位置时为A轴的初始位置；所述步骤32中，令：刀架位于0°位置时，销轴中心所在的点为P点；刀架从0°往正方向转时，销轴中心所在的点为M点；刀架从0°往负方向转/>时，销轴中心所在的点为N点；当销轴中心位于坐标系YOZ的+Z区域时，M点、N点和P点的坐标分别为：
当销轴中心位于坐标系YOZ的-Z区域时，M点、N点和P点的坐标分别为：
其中，r表示销轴中心与A轴中心之间的距离，也为刀具轴轴线与A轴轴线间的最短距离，是机床的固有值；θ表示刀架位于0°时，P点与坐标系YOZ的原点之间的连线PO与+Z方向的夹角；当销轴中心位于坐标系YOZ的第一象限或第四象限时，θ为负值；当销轴中心位于坐标系YOZ的第二象限或第三象限时，θ为正值；
将M点、N点和P点进行两两组合，当销轴中心位于坐标系YOZ的+Z区域时，以销轴中心分别在M点、N点和P点时Z表的读数做差，得到：
当销轴中心位于坐标系YOZ的-Z区域时，以销轴中心分别在M点、N点和P点时Z表的读数做差，得到：
其中，zM为销轴中心在M点时Z表的读数；zN为销轴中心在N点时Z表的读数；zP为销轴中心在P点时Z表的读数；
求解得到r和θ的值，得到销轴中心相对于A轴中心的位置为r以及刀具轴应当在Y轴正方向上调整的距离rsinθ。
本发明的有益效果在于：
本发明的齿轮加工机床刀架倾转轴中心位置测量方法，用于解决由于机床结构倾转轴行程受限而导致其轴心位置难测的问题，为实现齿轮的精密磨削提供基础。首先，设计并加工出测量工装，将测量工装安装到刀具轴上，并将销轴轴线调整到与A轴的轴线平行的位置；然后，在刀架位于为0°位置时，分别在竖直方向和水平方向安装两个千分表并与销轴相接触，通过转动刀架倾转轴，观察两千分表读数变化趋势判断当前销轴中心相对于A轴中心的初步位置区间；最后，记录Z方向千分表分别在刀架位于为0°位置和正向、负向转动的两个位置的读数，计算销轴中心与A轴中心在竖直方向的偏置距以及下次应当在水平方向的调整量，进而确定A轴中心在该测量工装下的处于机床坐标系中的位置。本发明可适用于任何需要刀架倾转且转动范围受限的齿轮加工机床，如蜗杆砂轮磨齿机、成形磨齿机、滚齿机和车齿机等，在机床坐标系确定后，精确测量A轴轴心位置，显著减少为提升齿轮加工精度的调整难度和时间，本发明的测量方法具有工装简单、对操作人员要求低、测量速度快和测量结果准确的显著优点。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为面齿轮蜗杆砂轮磨齿机的实物图；
图2为测量工装的实物图；
图3为两千分表的布置位置实物图；
图4为双表法测量原理图；
图5为判断销轴中心位于坐标系YOZ的+Z区域时的各种变化情况意图；(a)-(d)分别为销轴中心位于坐标系YOZ的第一象限第一分区、第一象限第二分区、第二象限第一分区、第二象限第二分区的示意图；
图6为判断销轴中心位于坐标系YOZ的-Z区域时的各种变化情况意图；(a)-(d)分别为销轴中心位于坐标系YOZ的第三象限第一分区、第三象限第二分区、第四象限第一分区、第四象限第二分区的示意图；
图7为销轴中心与A轴中心相对位置关系示意图；(a)-(d)分别为销轴中心位于坐标系YOZ的第一象限、第二象限、第三象限和第四象限时的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本实施例的齿轮加工机床刀架倾转轴中心位置测量方法，包括如下步骤：
步骤一：在刀具轴上安装测量工装，测量工装包括接盘和销轴，接盘固定安装在刀具轴上，销轴安装在接盘上并位于接盘的径向方向。
以面齿轮蜗杆砂轮磨齿机为例，其各运动轴位置如图1所示，刀架倾转轴为A轴。将数控磨齿机刀架转至初始位置，也即A轴位于初始位置，本实施例中，以A轴位于0°位置时为A轴的初始位置。测量工装表面粗糙度小且尺寸保持性好，采用测量工装安装在在砂轮刀轴处进行后续的校准及测量，故应先拆卸蜗杆砂轮并安装测量工装。测量工装如图2所示，主体结构为接盘及与之轻微过盈配合的销轴，销轴轴心到端面距离为接盘厚度的一半。测量工装基本尺寸对标蜗杆砂轮，表面经过热处理后磨削，接盘、销轴尺寸及其两者间的相对尺寸均需经过三坐标测量仪检测。
步骤二：转动刀具轴，使销轴的轴线与刀架倾转轴的轴线平行。由于在后续测量中，需要销轴中心与A轴中心重合，首先需要让销轴与X轴方向平行。本实施例使销轴的轴线与刀架倾转轴的轴线平行的方法为：
21)将A轴转到初始位置，在方便千分表测量销轴沿X方向的跳动的合适位置，固定齿轮加工机床的Y轴和Z轴方向不动，移动X轴并保持千分表侧头与销轴表面接触，读取千分表的读数，以千分表最大读数与最小读数之间的差值作为销轴表面的跳动范围。
22)判断销轴表面跳动范围是否小于设定阈值：若是，则认为销轴的轴线与刀架倾转轴的轴线平行；若否，则执行步骤23)；本实施例中，阈值设为2um。
23)转动刀具轴，执行步骤21)。具体的，根据千分表在移动X轴的过程中的读数变化趋势，判断销轴的轴线相对于A轴轴线的倾斜方向，刀具轴的转动方向与销轴的轴线相对于A轴轴线的倾斜方向相反。
步骤三：初步确定刀架倾转轴轴心位置
销轴圆柱度已经过三坐标测量，在校正销轴与X轴平行后，保持X轴与Z轴不动以保证千分表侧头与销轴表面有效接触。由于需正反交替转动A轴以在千分表中观测销轴表面在当前Y坐标下的表面跳动范围，由于整个刀架直接安装在A轴上，在转动A轴过程中需调整到合适的X轴与Z轴位置以确保机床部件间不会发生碰撞。若跳动范围不满足精度要求，则说明销轴轴线与A轴中心未重合，需根据跳动变化趋势微调Y轴，直至在A轴整个行程范围内销轴表面跳动范围满足需要。由于A轴行程有限，无法像刀具轴与工件轴一样进行360°旋转，同时由于A轴轴线与刀具轴轴线在Z方向可能存在偏置距，采用单个千分表对A轴中心进行找正困难且精度不高。本实施例中，A轴行程为-45°～45°。本实施例引入双表法对A轴中心进行找正，如图3所示，具体的，初步确定刀架倾转轴轴心位置的方法为：
31)在销轴的径向方向安装两个千分表，其中一个千分表位于齿轮加工机床的Z轴方向，另一个千分表位于齿轮加工机床的Y轴方向。
32)预设一个A轴中心，并以预设的A轴中心为原点O创建坐标系YOZ，坐标系YOZ的Y轴与机床Y轴平行，坐标系YOZ的Z轴与机床Z轴平行；使刀架绕A轴从初始位置分别向两侧转动，A轴转动带动销轴一起转动。根据两个千分表的读数的变化情况判断销轴中心位于坐标系YOZ的象限区域。本实施例中，使两个千分表分别位于坐标系YOZ的+Z和-Y方向，并分别命名为Z表和Y表。本实施例中，以+Y方向朝向+Z方向转动的方向为正方向，反之为负方向，使刀架绕A轴从初始位置分别正方向和负方向转动和/>在转动刀架的过程中，观察Z向千分表和Y向千分表读数的变化趋势，判断销轴中心位于坐标系YOZ的+Z区域(坐标系YOZ的第一象限和第二象限)或-Z区域(坐标系YOZ的第三象限和第四象限)。
具体的，本实施例以A轴位于0°位置时为A轴的初始位置；将坐标系YOZ的四个象限分别均分为两个分区，以正方向转动方向依次命名为第一分区和第二分区。如图5所示，当判断销轴中心位于坐标系YOZ的+Z区域时，Z表和Y表的读数变化情况包括：
当A轴从0°往正方向转时，Z表读数增大，Y表读数增大；当A轴从0°往负方向转时，Z表读数减小，Y表读数减小但减小趋势减缓甚至读数反向增大；则销轴中心位于坐标系YOZ的第一象限的第一分区；
当A轴从0°往正方向转时，Z表读数增大但增大趋势减缓甚至读数反向减小，Y表读数增大；当A轴从0°往负方向转/>时，Z表读数减小，Y表读数减小；则销轴中心位于坐标系YOZ的第一象限的第二分区；
当A轴从0°往正方向转时，Z表读数减小，Y表读数增大；当A轴从0°往负方向转时，Z表读数增大但增大趋势减缓甚至读数反向减小，Y表读数减小；则销轴中心位于坐标系YOZ的第二象限的第一分区；
当A轴从0°往正方向转时，Z表读数减小，Y表读数增大但增大趋势减缓甚至读数反向减小；当A轴从0°往负方向转/>时，Z表读数增大，Y表读数减小，则销轴中心位于坐标系YOZ的第二象限的第二分区。
如图6所示，当判断销轴中心位于坐标系YOZ的-Z区域时，Z表和Y表的读数变化情况包括：
当A轴从0°往正方向转时，Z表读数减小，Y表读数减小；当A轴从0°往负方向转时，Z表读数增大，Y表读数增大但增大趋势减缓甚至读数反向减小；则销轴中心位于坐标系YOZ的第三象限的第一分区；
当A轴从0°往正方向转时，Z表读数减小但减小趋势减缓甚至读数反向增大，Y表读数减小；当A轴从0°往负方向转/>时，Z表读数增大，Y表读数增大；则销轴中心位于坐标系YOZ的第三象限的第二分区；
当A轴从0°往正方向转时，Z表读数增大，Y表读数减小；当A轴从0°往负方向转时，Z表读数减小但减小趋势减缓甚至读数反向增大，Y表读数增大；则销轴中心位于坐标系YOZ的第四象限的第一分区；
当A轴从0°往正方向转时，Z表读数增大，Y表读数减小但减小趋势减缓甚至读数反向增大；当A轴从0°往负方向转/>时，Z表读数减小，Y表读数增大；则销轴中心位于坐标系YOZ的第四象限的第二分区。
步骤四：精确计算刀架倾转轴轴心位置：
将刀架绕A轴从0°位置分别向两侧转动设定角度；以Z向千分表在刀架转动到两侧角度位置时的读数分别与Z向千分表在刀架在位于0°时的读数之间的变化值，求解得到销轴中心相对于A轴中心的位置，并求解得到刀具轴轴线与A轴轴线之间的偏置距。
具体的，在已判断出销轴中心相对于A轴中心在坐标系YOZ中所处第一、二象限或者是第三、四象限后，就可不使用Y向千分表，仅通过Z向千分表的读数变化趋势即可判断当前销轴中心在A轴中心的左侧或者右侧，并可通过A轴转动和/>位置相对于0位Z向千分表读数变化范围求解出当前工装销轴中心相对于A轴中心的具***置，同时可求解出刀具轴轴线相对于A轴轴线的偏置距，求解原理如图7所示。
具体的，如图7所示，令：刀架位于0°位置时，销轴中心所在的点为P点；刀架从0°往正方向转时，销轴中心所在的点为M点；刀架从0°往负方向转/>时，销轴中心所在的点为N点；当销轴中心位于坐标系YOZ的+Z区域时，M点、N点和P点的坐标分别为：
P：(-rsinθ,rcosθ)
当销轴中心位于坐标系YOZ的-Z区域时，M点、N点和P点的坐标分别为：
P：(-rsinθ,-rcosθ)
其中，r表示销轴中心与A轴中心之间的距离，也为刀具轴轴线与A轴轴线间的最短距离，是机床的固有值；θ表示刀架位于0°时，P点与坐标系YOZ的原点之间的连线PO与+Z方向的夹角；当销轴中心位于坐标系YOZ的第一象限或第四象限时，θ为负值；当销轴中心位于坐标系YOZ的第二象限或第三象限时，θ为正值；
将M点、N点和P点进行两两组合，当销轴中心位于坐标系YOZ的+Z区域时，以销轴中心分别在M点、N点和P点时Z表的读数做差，得到：
当销轴中心位于坐标系YOZ的-Z区域时，以销轴中心分别在M点、N点和P点时Z表的读数做差，得到：
其中，zM为销轴中心在M点时Z表的读数；zN为销轴中心在N点时Z表的读数；zP为销轴中心在P点时Z表的读数；
求解得到r和θ的值，得到销轴中心相对于A轴中心的位置为r以及刀具轴应当在Y轴正方向上调整的距离rsinθ。
通过微调安装在刀架的机床Y轴带动销轴中心往Y轴正方向移动rsinθ，使工装销轴中心与图7中的Z轴重合也即是与A轴中心相重合，此时的r即为刀具轴轴线与A轴轴线之间在Z方向的偏置。另外，当和/>相等时通过千分表读数得到的m、n值也近似相等，在A轴为0°时θ＝0°，并且此时的机床Y轴读数即为A轴轴线在该工装下的Y坐标。
在本实施例的测量中，A轴带动刀架由0°位置分别向+45°和-45°旋转，即和/>均为45°。在A由0°转向+45°时，Z向千分表读数一直减小，Y向千分表读数一直增大；在A由0°转向-45°时，Z向千分表读数一直增大但增大趋势减缓最后反向减小，Y向千分表读数一直减小。可判断出此时工装销轴中心随着A轴转动时两表读数变化趋势与图5的(c)中的情况一致，需要使用机床Y轴带动工装及销轴向Y轴正方向移动。在判断出销轴中心位于第二象限(+Z半轴)后，分别记录千分表在P点、M点和N点的读数，可得m和n分别为0.137mm和0.049mm，计算出r＝0.324mm和θ＝11.087°，则下次应当向Y轴正方向调整rsinθ＝0.062mm。在本实施例的工装安装下测量得到A轴中心在Y方向的坐标为-34.508mm，刀具轴轴线在Z方向高于A轴轴线0.324mm。
这里需要注意的是，工装的厚度和刀具的厚度不一定一致，需要根据工装测量得到的A轴中心位置，考虑刀具厚度，重新计算在装上刀具后相对于刀具中心的A轴中心的位置。
本发明中A轴往正或者负方向转动的角度可以不一致，但转动角度应该尽量大；A轴初始位置可以不为0°，但需要知道该位置对应的A轴的读数，同时Z向千分表需与当前位置的P点接触。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (5)
1.一种齿轮加工机床刀架倾转轴中心位置测量方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：在刀具轴上安装测量工装，所述测量工装包括接盘和销轴，所述接盘固定安装在刀具轴上，所述销轴安装在接盘上并位于接盘的径向方向；
步骤二：转动刀具轴，使销轴的轴线与刀架倾转轴的轴线平行；
步骤三：初步确定刀架倾转轴轴心位置：
31)在销轴的径向方向安装两个千分表，其中一个千分表位于齿轮加工机床的Z轴方向，另一个千分表位于齿轮加工机床的Y轴方向；
32)预设一个A轴中心，并以预设的A轴中心为原点O创建坐标系YOZ，坐标系YOZ的Y轴与机床Y轴平行，坐标系YOZ的Z轴与机床Z轴平行；使刀架绕A轴从初始位置分别向两侧转动，根据两个千分表的读数的变化情况判断销轴中心位于坐标系YOZ的象限区域；
步骤四：精确计算刀架倾转轴轴心位置：
将刀架绕A轴从初始位置分别向两侧转动设定角度；以Z向千分表在刀架转动到两侧角度位置时的读数分别与Z向千分表在刀架在位于初始位置时的读数之间的变化值，求解得到销轴中心相对于A轴中心的位置，并求解得到刀具轴轴线与A轴轴线之间的偏置距；
所述步骤31)中，使两个千分表分别位于坐标系YOZ的+Z和-Y方向，并分别命名为Z表和Y表；所述步骤32)中，以+Y方向朝向+Z方向转动的方向为正方向，反之为负方向，使刀架绕A轴从初始位置分别正方向和负方向转动和/>在转动刀架的过程中，观察Z向千分表和Y向千分表读数的变化趋势，判断销轴中心位于坐标系YOZ的+Z区域或-Z区域；
以A轴位于0°位置时为A轴的初始位置；所述步骤32)中，令：刀架位于0°位置时，销轴中心所在的点为P点；刀架从0°往正方向转时，销轴中心所在的点为M点；刀架从0°往负方向转/>时，销轴中心所在的点为N点；当销轴中心位于坐标系YOZ的+Z区域时，M点、N点和P点的坐标分别为：
M：
N：
P：(―rsinθ,rcosθ)
当销轴中心位于坐标系YOZ的-Z区域时，M点、N点和P点的坐标分别为：
M：
N：
P：(―rsinθ,―rcosθ)
其中，r表示销轴中心与A轴中心之间的距离，也为刀具轴轴线与A轴轴线间的最短距离，是机床的固有值；θ表示刀架位于0°时，P点与坐标系YOZ的原点之间的连线PO与+Z方向的夹角；当销轴中心位于坐标系YOZ的第一象限或第四象限时，θ为负值；当销轴中心位于坐标系YOZ的第二象限或第三象限时，θ为正值；
将M点、N点和P点进行两两组合，当销轴中心位于坐标系YOZ的+Z区域时，以销轴中心分别在M点、N点和P点时Z表的读数做差，得到：
或，
或，
当销轴中心位于坐标系YOZ的-Z区域时，以销轴中心分别在M点、N点和P点时Z表的读数做差，得到：
或，
或，
其中，zM为销轴中心在M点时Z表的读数；zN为销轴中心在N点时Z表的读数；zP为销轴中心在P点时Z表的读数；
求解得到r和θ的值，得到销轴中心相对于A轴中心的位置为r以及刀具轴应当在Y轴正方向上调整的距离rsinθ。
2.根据权利要求1所述的齿轮加工机床刀架倾转轴中心位置测量方法，其特征在于：所述步骤二中，使销轴的轴线与刀架倾转轴的轴线平行的方法为：
21)固定齿轮加工机床的Y轴和Z轴方向不动，移动X轴并保持千分表侧头与销轴表面接触，读取千分表的读数，以千分表最大读数与最小读数之间的差值作为销轴表面的跳动范围；
22)判断销轴表面跳动范围是否小于设定阈值：若是，则认为销轴的轴线与刀架倾转轴的轴线平行；若否，则执行步骤23)；
23)转动刀具轴，执行步骤21)。
3.根据权利要求2所述的齿轮加工机床刀架倾转轴中心位置测量方法，其特征在于：所述步骤23)中，根据千分表在移动X轴的过程中的读数变化趋势，判断销轴的轴线相对于A轴轴线的倾斜方向，刀具轴的转动方向与销轴的轴线相对于A轴轴线的倾斜方向相反。
4.根据权利要求1所述的齿轮加工机床刀架倾转轴中心位置测量方法，其特征在于：以A轴位于0°位置时为A轴的初始位置；将坐标系YOZ的四个象限分别均分为两个分区，以正方向转动方向依次命名为第一分区和第二分区；当判断销轴中心位于坐标系YOZ的+Z区域时，Z表和Y表的读数变化情况包括：
当A轴从0°往正方向转时，Z表读数增大，Y表读数增大；当A轴从0°往负方向转/>时，Z表读数减小，Y表读数减小但减小趋势减缓甚至读数反向增大；则销轴中心位于坐标系YOZ的第一象限的第一分区；
当A轴从0°往正方向转时，Z表读数增大但增大趋势减缓甚至读数反向减小，Y表读数增大；当A轴从0°往负方向转/>时，Z表读数减小，Y表读数减小；则销轴中心位于坐标系YOZ的第一象限的第二分区；
当A轴从0°往正方向转时，Z表读数减小，Y表读数增大；当A轴从0°往负方向转/>时，Z表读数增大但增大趋势减缓甚至读数反向减小，Y表读数减小；则销轴中心位于坐标系YOZ的第二象限的第一分区；
当A轴从0°往正方向转时，Z表读数减小，Y表读数增大但增大趋势减缓甚至读数反向减小；当A轴从0°往负方向转/>时，Z表读数增大，Y表读数减小，则销轴中心位于坐标系YOZ的第二象限的第二分区。
5.根据权利要求1所述的齿轮加工机床刀架倾转轴中心位置测量方法，其特征在于：以A轴位于0°位置时为A轴的初始位置；将坐标系YOZ的四个象限分别均分为两个分区，以正方向转动方向依次命名为第一分区和第二分区；当判断销轴中心位于坐标系YOZ的-Z区域时，Z表和Y表的读数变化情况包括：
当A轴从0°往正方向转时，Z表读数减小，Y表读数减小；当A轴从0°往负方向转/>时，Z表读数增大，Y表读数增大但增大趋势减缓甚至读数反向减小；则销轴中心位于坐标系YOZ的第三象限的第一分区；
当A轴从0°往正方向转时，Z表读数减小但减小趋势减缓甚至读数反向增大，Y表读数减小；当A轴从0°往负方向转/>时，Z表读数增大，Y表读数增大；则销轴中心位于坐标系YOZ的第三象限的第二分区；
当A轴从0°往正方向转时，Z表读数增大，Y表读数减小；当A轴从0°往负方向转/>时，Z表读数减小但减小趋势减缓甚至读数反向增大，Y表读数增大；则销轴中心位于坐标系YOZ的第四象限的第一分区；
当A轴从0°往正方向转时，Z表读数增大，Y表读数减小但减小趋势减缓甚至读数反向增大；当A轴从0°往负方向转/>时，Z表读数减小，Y表读数增大；则销轴中心位于坐标系YOZ的第四象限的第二分区。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211490505.1A CN116117599B (zh) | 2022-11-25 | 2022-11-25 | 齿轮加工机床刀架倾转轴中心位置测量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211490505.1A CN116117599B (zh) | 2022-11-25 | 2022-11-25 | 齿轮加工机床刀架倾转轴中心位置测量方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116117599A CN116117599A (zh) | 2023-05-16 |
| CN116117599B true CN116117599B (zh) | 2024-05-14 |
Family
ID=86301659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211490505.1A Active CN116117599B (zh) | 2022-11-25 | 2022-11-25 | 齿轮加工机床刀架倾转轴中心位置测量方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116117599B (zh) |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4926337A (en) * | 1988-07-13 | 1990-05-15 | Bryant Grinder Corporation | Automatic workpart centering mechanism for a chuck |
| WO2006000150A1 (fr) * | 2004-06-23 | 2006-01-05 | Hanjun Pan | Procede de mesure et de reprise d'erreur de collimation de connecteur entre deux axes de rotation et systeme a cet effet |
| JP2009045675A (ja) * | 2007-08-14 | 2009-03-05 | Alps Tool Co Ltd | 刃物の芯高測定装置 |
| JP2009050980A (ja) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Alps Tool Co Ltd | 刃物の芯高測定装置 |
| CN102506670A (zh) * | 2011-11-11 | 2012-06-20 | 中国长安汽车集团股份有限公司四川建安车桥分公司 | 锥齿轮面锥量具及面锥角度误差和交点位置的测量方法 |
| CN202994070U (zh) * | 2012-12-26 | 2013-06-12 | 神华集团有限责任公司 | 用于电机传动总成中的转子对中检测机构 |
| CN105222689A (zh) * | 2015-08-27 | 2016-01-06 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | 圆饼同轴粘接测量装置及使圆饼同轴粘接的方法 |
| CN205049092U (zh) * | 2015-10-29 | 2016-02-24 | 浙江永誉机械制造有限公司 | 测量主轴中心与工件绝对位置的测量装置 |
| CN205614070U (zh) * | 2016-02-03 | 2016-10-05 | 柳州欧维姆机械股份有限公司 | 机加工设备旋转轴旋转中心校准装置 |
| CN106181571A (zh) * | 2016-08-18 | 2016-12-07 | 秦川机床工具集团股份公司 | 大型数控滚齿机刀架重合度检测装置及检测与调整方法 |
| CN106217133A (zh) * | 2016-07-28 | 2016-12-14 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 一种汽轮机转子动叶片装配末叶片销孔加工找正装置及方法 |
| CN109129006A (zh) * | 2018-09-20 | 2019-01-04 | 杭州力龙液压有限公司 | 四轴卧式联动加工中心旋转轴位置偏差的修正方法 |
| CN208788149U (zh) * | 2018-09-17 | 2019-04-26 | 合肥瑞明通讯技术有限公司 | 一种加工中心快速刀具校对装置 |
| CN112119279A (zh) * | 2018-08-23 | 2020-12-22 | 别格大昭和株式会社 | 偏心测量装置 |
| CN214308561U (zh) * | 2020-12-28 | 2021-09-28 | 武昌船舶重工集团有限公司 | 一种轴系对中装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102018122765A1 (de) * | 2018-09-17 | 2020-03-19 | Chiron-Werke Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Ausrichtung einer Spindel und Werkzeugmaschine |
-
2022
- 2022-11-25 CN CN202211490505.1A patent/CN116117599B/zh active Active
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4926337A (en) * | 1988-07-13 | 1990-05-15 | Bryant Grinder Corporation | Automatic workpart centering mechanism for a chuck |
| WO2006000150A1 (fr) * | 2004-06-23 | 2006-01-05 | Hanjun Pan | Procede de mesure et de reprise d'erreur de collimation de connecteur entre deux axes de rotation et systeme a cet effet |
| JP2009045675A (ja) * | 2007-08-14 | 2009-03-05 | Alps Tool Co Ltd | 刃物の芯高測定装置 |
| JP2009050980A (ja) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Alps Tool Co Ltd | 刃物の芯高測定装置 |
| CN102506670A (zh) * | 2011-11-11 | 2012-06-20 | 中国长安汽车集团股份有限公司四川建安车桥分公司 | 锥齿轮面锥量具及面锥角度误差和交点位置的测量方法 |
| CN202994070U (zh) * | 2012-12-26 | 2013-06-12 | 神华集团有限责任公司 | 用于电机传动总成中的转子对中检测机构 |
| CN105222689A (zh) * | 2015-08-27 | 2016-01-06 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | 圆饼同轴粘接测量装置及使圆饼同轴粘接的方法 |
| CN205049092U (zh) * | 2015-10-29 | 2016-02-24 | 浙江永誉机械制造有限公司 | 测量主轴中心与工件绝对位置的测量装置 |
| CN205614070U (zh) * | 2016-02-03 | 2016-10-05 | 柳州欧维姆机械股份有限公司 | 机加工设备旋转轴旋转中心校准装置 |
| CN106217133A (zh) * | 2016-07-28 | 2016-12-14 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 一种汽轮机转子动叶片装配末叶片销孔加工找正装置及方法 |
| CN106181571A (zh) * | 2016-08-18 | 2016-12-07 | 秦川机床工具集团股份公司 | 大型数控滚齿机刀架重合度检测装置及检测与调整方法 |
| CN112119279A (zh) * | 2018-08-23 | 2020-12-22 | 别格大昭和株式会社 | 偏心测量装置 |
| CN208788149U (zh) * | 2018-09-17 | 2019-04-26 | 合肥瑞明通讯技术有限公司 | 一种加工中心快速刀具校对装置 |
| CN109129006A (zh) * | 2018-09-20 | 2019-01-04 | 杭州力龙液压有限公司 | 四轴卧式联动加工中心旋转轴位置偏差的修正方法 |
| CN214308561U (zh) * | 2020-12-28 | 2021-09-28 | 武昌船舶重工集团有限公司 | 一种轴系对中装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 五轴数控成形磨齿机几何误差...齿面误差模型及关键误差识别;夏长久、王时龙等;计算机集成制造***;20200531;第26卷(第5期);1191-1200 * |
| 基于参数化建模的旋转轴误差快速辨识方法;徐凯等;仪器仪表学报;20200831;第41卷(第8期);21-27 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116117599A (zh) | 2023-05-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109465502B (zh) | 用于剃齿的方法和设备 | |
| CN109129006B (zh) | 四轴卧式联动加工中心旋转轴位置偏差的修正方法 | |
| US20110179659A1 (en) | Method of measuring an involute gear tooth profile | |
| US9168602B2 (en) | Gear grinding machine and gear grinding method | |
| CN111069642B (zh) | 三维空间中斜孔加工工艺 | |
| CN114791251B (zh) | 一种通用齿轮的齿厚检测装置及其计算方法 | |
| CN115824002A (zh) | 蜗杆砂轮磨齿机转台及修整轮中心位置测量方法 | |
| CN114253217B (zh) | 带有自修正功能的五轴机床rtcp自动标定方法 | |
| CN110370083B (zh) | 一种强力剐齿加工工件位姿误差测量的方法 | |
| JP5854661B2 (ja) | 形状測定用測定子の校正方法 | |
| CN116117599B (zh) | 齿轮加工机床刀架倾转轴中心位置测量方法 | |
| CN111331427B (zh) | 机床主轴头姿态角单值测量量具及测量方法 | |
| CN110645935B (zh) | 数控回转轴集成位移传感器安装偏置的精确校准方法 | |
| CN114367708B (zh) | 一种三维传感器装配时的对中调整方法 | |
| US20240159528A1 (en) | Method for measuring orthogonality of orthogonal axis system | |
| CN112719473B (zh) | 一种双联齿轮齿槽快速对中方法及*** | |
| JP2015039732A (ja) | 工作機械及び工作機械を用いたワーク加工部測定方法 | |
| CN221065565U (zh) | 一种机床主轴角摆误差测量装置及*** | |
| TWI791361B (zh) | 用於工具機的校正方法及校正系統 | |
| CN117182507B (zh) | 一种数控机床a轴安装误差的补偿方法 | |
| CN118081307A (zh) | 中心镗削交点为虚拟点的空间斜孔的加工方法 | |
| WO2023123560A1 (zh) | 基于深矢高工件的内壁测量***以及测量方法 | |
| CN118310414A (zh) | 回转体零件的非接触式在机测量方法 | |
| JP3797393B2 (ja) | 刃具とワークの芯高合わせを行う方法 | |
| CN117900903A (zh) | 一种铣削加工过程中超精密对刀方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |