滚刀铲磨理论研究及砂轮修整系统设计研究

张亚娟

（湖南高速铁路职业技术学院，湖南衡阳421002）

滚刀铲磨理论研究及砂轮修整系统设计研究

张亚娟

（湖南高速铁路职业技术学院，湖南衡阳421002）

通过对滚刀铲磨理论及砂轮修整系统设计进行了研究，能够实现高精度齿轮的加工，对滚刀铲磨、砂轮修整系统等，都具有十分重要的意义。

滚刀铲磨理论；砂轮修整系统；设计

引言

在机械传动当中，具有结构紧凑、可靠性高、寿命长、效率高、承载能力大、功率输出恒定等特点，因而在仪表仪器、机械设备当中，都得到了十分广泛的应用。在机械传动中，齿轮传动是最为主要的方式，因此，其寿命、性能、加工质量等，都会对整机的使用性能产生直接的影响。在齿轮加工当中，常用的方式包括磨齿、剃齿、插齿、滚齿等方式，其中滚齿是应用最为广泛的一种方法。而如果不能满足滚刀铲磨的精度要求，则难以确保齿轮加工的精度。因此，在齿轮加工当中，滚刀的精密制造是十分关键的。

1　滚刀铲磨理论

滚刀铲磨是一种十分重要的加工方式，关于滚刀铲磨的理论研究，主要包括了滚刀重磨后的理论误差、滚刀铲磨砂轮截形等。在滚刀铲磨当中，首先对机床凸轮的频率、升程角度等进行调整，需要能够匹配滚刀的频率。然后对砂轮的形状进行调整，使之能够匹配滚刀理论形状。最后根据计算结果，进行合理挂轮。在实际加工生产当中，基准刃通常是滚刀前刀面，基于此对检测标准的设计。然后对滚刀铲磨坐标系进行建立，通过数学建模的方式，对滚刀铲磨理论进行建模，并对砂轮精确截形进行计算［1］。通过求解计算，对砂轮截形根据铲磨运动、啮合原理等，对滚刀实际铲背曲面进行建立。将数学建模与理论设计铲背曲面方程进行对比，进而在一定的重磨角度之下，对重磨误差值进行分析。在滚刀铲磨优化理论当中，采用全新的计算方法，确保其它条件恒定，在一定重磨角度下，将基准刃原来的滚刀前刀面用滚刀理论设计截面刃形进行代替，从而计算铲磨。同时，能够优化后的滚刀实际铲背曲面方程、砂轮截形等进行求解。最后通过对比固定不变的滚刀理论设计铲背面，对优化之后重磨角度、重磨误差之间的关系进行分析。

2　砂轮修整系统设计

在计算滚刀铲磨砂轮截形的过程中，根据啮合原理，能够对铲磨砂轮的修整截形进行获取。同时，也需要对计算得到高精度的铲磨砂轮截形、成形铲磨砂轮修整进行获取，从而确保得到高精度的滚刀铲磨。在砂轮整形方法当中，主要包括了车削整形法、磨削修整法、挤压整形法、金刚石滚轮整形法、电加工整形法、游离磨粒挤压修锐、固结修锐工具修锐法等方法。在铲磨砂轮修整的过程当中，设计和建立高精度的成形砂轮修整系统，具有十分重要的意义，对于铲磨砂轮截形修整精度来说，机床修整精度发挥着重要的作用［2］。基于砂轮修整方式，平行安装砂轮轴和金刚石修整轮，在成形砂轮、金刚石修整轮之间，能够实现良好的相对运动，从而得到光滑连接、高精度的铲磨砂轮截形。而为了使成形砂轮修整的精度达到要求，在砂轮修整系统当中，除了确保机械部件的精密度以外，还需要提升数字控制方式的精度。

在砂轮修整系统机械系统的设计当中，应当采用15mm以下宽度、80mm直径的修整轮，以及40mm以下宽度、80mm到120mm直径的砂轮。修整方式采用平行轴，设定0.005mm到0.01mm的修整精度。在A级到AAA级的齿轮滚刀铲磨成形砂轮修整。在控制系统的设计当中，主要包括了总线、电主轴、编码器、伺服电机、变频器、伺服驱动器、数控系统、PC机等部分。在控制系统连接当中，利用西门子802C系统，对MCP按键区域、NC键盘、LCD显示等进行集成，能够实现对系统的个来操作，包括方向控制、运行方式选择、坐标轴速度设置、系统实时坐标显示、报警接触、报警提示、机床特性参数设置、NC代码显示及在线输入、系统开关等［3］。人机界面系统与802C系统、变频器等进行连接，能够实现机床控制系统的实时显示、机床调试、参数设置、运行控制等。同时，人机界面连接修整轮和砂轮的主轴变频器，对人机界面的调速、正反转、开关控制等信号进行接收。

3　结语

在滚刀的生产和制造当中，滚刀铲磨具有非常重要的意义，滚切齿轮精度将会受到铲磨精度的直接影响。所以，为了对滚刀铲磨的精度进行提升，应当对滚刀铲磨理论进行细致的研究。另外，根据滚刀铲磨的实际需求，对砂轮修整系统进行设计，基于机械系统和控制系统的共同作用，满足实际的加工生产需求。

［1］贾建军，陈晓东，于广伟，等.螺杆转子滚刀的精确设计与精密加工［J］.机械设计与制造，2013（11）:129-131；135.

［2］李鹭，马丽心，宫运启.基于工艺流程的齿轮滚刀生产过程质量控制［J］.哈尔滨商业大学学报（自然科学版），2016（2）:181-184；195.

［3］李国龙，孙孟辉，李先广，等.螺旋面截形尖点矢量离散法及其在双圆弧滚刀过渡曲面最小化中的应用［J］.机械工程学报，2011（17）: 187-192.

（编辑：刘楠）

Study on Hob Grinding Theory and Design ofW heel Dressing System

Zhang Yajuan
（Hunan Technical College of Railway High-speed，Hengyang Hunan 421002）

The hob relieving grinding theory and grinding wheel finishing system design are studied，which can achieve high precision gear processing，on the hob relieving grinding，grindingwheel dressing system，etc.，all has the very vital significance.

hob grinding theory；wheel dressing system；design

TG743

A

2095-0748（2016）17-0049-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.17.20

2016-07-20

课题项目：衡阳市科技局课题阶段性研究成果，课题批准号：2015KG68，课题名称：高精度滚刀铲磨砂轮数控修整器研制与开发。

张亚娟（1986—），女，陕西渭南人，讲师，学士，计算机信息化教学数字图像方向。