摘要：在近些年经济高速发展的进程中，数控锥齿轮研齿机，大齿轮与小齿轮进行双面啮合，在双齿侧对滚的过程中，将Z轴方向的综合跳动偏差测量出来，并且借助西门子数控系统中的固定停功能，使小齿轮与大齿轮之间进行间隙啮合作用，同时，将磨合期间的大轮安装方向的坐标值记录下来，经过精确地计算之后，得出最佳的研磨点侧隙值。借此，为了能够进一步提高数控锥齿轮研齿机实现自动侧隙，本文就数控锥齿轮研齿机自动侧隙的控制方法进行研究和分析。
关键词：数控锥齿轮研齿机；自动；侧隙；控制方法
引言
数控锥齿轮研齿机实际上指的就是锥齿轮副啮合过程中的产生的滑动速度，在啮合期间加入研磨剂之后进行的齿轮副的齿面啮合，齿轮副的齿面啮合这种操作方式，主要也是为了能够进一步降低齿面的粗糙度，从而提高齿面接触质量，减少噪音，进一步增强齿轮副运行过程中的稳定性和运行的有效性。
一、数控锥齿轮研齿机自动侧隙概念认知
啮合的过程并不是独立存在的，而是需要一些附加的运动，使两个齿轮之间发生位置上的移动，使得全部的齿面都能够被研磨到一起。当数控锥齿轮研齿轮机需要对一对相互啮合的锥齿轮的接触面进行研磨时，不仅要对各个研磨点，即锥齿轮的齿高H、齿长V、侧隙J进行准确的定位，而且还要对该研磨点的齿高方向坐标值，以及研磨点齿长的方向坐标值进行有效的把控，同时，确定其侧隙值也是必要的，一旦齿高H和齿长V发生数据上的变动，那么，其侧隙J的值也会随之发生一定的改变。另外，调齿轮副的侧隙指的就是齿轮副研磨面进行接触的过程中，与非研磨区域之间形成的最小距离，一旦研齿过程中的侧隙趋向最小，或者是侧隙不存在时，那么，轮齿的两个齿轮会同时进入齿轮的研磨运动，这种研齿运动不仅不符合机械运动原理，而且还会造成机械设备的损伤，产生极大的噪音。反之，一旦研齿过程中的侧隙趋向最大，那么，齿顶在边缘区域就会产生影响。所以，侧隙不仅可以起到保证研齿运动研磨剂充分的渗入，而且还能够达到最佳的研磨效果，因此，各个研磨区域研磨点侧隙值的有效把控是至关重要的。
二、西门子数控系统自动侧隙固定停功能的控制原理
在图1数控螺旋齿轮研齿机模图中，编程值始终要大于固定停所在位置的值，从而保证其运行的稳定性和有效性。
图1数控螺旋齿轮研齿机模图
在YK2560A数控锥齿轮研齿机自动侧隙结构中，研究的研齿机小轮安装距方向的运动为X轴，即齿高H表示，大轮与小轮两者之间偏置距方向的运动为Y轴，即齿长V表示，大轮安装距方向的运动为Z轴，即侧隙J表示。齿高H、齿长V、侧隙J分别是由伺服电机带动丝杠进行能量给予，大轮轴线的方向，即侧隙J方向上的传动机结构上，不仅设置了一个弹性结构，而且还装有光栅尺。另外，由于弹性结构存在的必要是使得大齿轮成为一个浮动的轴，大齿轮沿着轴线运动的方向进行来回运动的过程中，光栅尺会自动将大齿轮沿着轴线进行位移运动时的数据记录下来。自动双齿侧隙对滚过程指的就是在Z轴，即侧隙J方向，对综合跳动偏差进行测量的过程，在进行认齿的时候，首先，要从大齿轮轴开始的位置，一直沿着Z轴，即侧隙J小轮轴的方向进行移动，并且施加固定停的控制。顶齿，或者是到达啮合的区域，即大齿轮与小齿轮接触研磨的过程，增加一定的扭矩值之后，Z轴侧隙J会停止能量给予作业，将进给的剩余值取消之后，一旦顶齿大轮进给轴出现后退的现象，那么，小轮轴转一个角度，大轮轴就可以继续朝着小轮轴运行的方向移动，直到啮合作用达成，才可以将固定停这个功能取消。
三、数控锥齿轮研齿机相同侧隙的控制方法
3.1功能语言
在进行数控锥齿轮研齿机自动侧隙加工程序语句植入的过程中，必须要将固定停的功能运用其中。其中，FXS[Z1]=1表示激活固定停功能，FXST[Z1]=25表示固定停设定的扭矩值，FXSW[Z1]=0.2表示固定停监事窗口范围，一旦FXST[Z1]=25与FXSW[Z1]=0.2这两个指令在加工程序中不存在，那么，可以在机床数据中进行相应值的确定。
3.2侧隙的生成
“世界上不会存在相同的两片叶子”，由此可见，事物具有多面性，所以，人作为众多事物中的一体，也会有所差异，因此，在进行数控锥齿轮研齿机侧隙研究的过程中，根据用户需求的多样性，可以对侧隙值S进行不同的设定，设计者们根据侧隙值S计算出齿轮副在进行标准安装过程中安装距的最佳侧隙。在图2（b）大齿轮轴向位移及其法向位移分量 的分解示意图，大齿轮沿着轴线Z轴侧隙J方向进行位移，位移距离为S，齿宽的中点从O点，即大齿轮节圆锥角直接移动到 位置，切向的位移直接对端面的高度造成直接的影响，其中，法向位移在分解的过程中分解为接触区域法向分量和切向分量，如图2（c）大齿轮轴向位移及其法向位移分量 的分解示意图。
由此可见，齿轮副在标准安装距下的法向侧隙就是锥齿轮副自动侧隙检验最有效的依据。当然，研齿作用进行之前，需要进行研齿加工参数的输入，其参数具有一定的可选性，符合常规性加工。在双齿侧接触对滚的过程中，得出的实际侧隙值，可以与用户输入的理想侧隙值进行科学、合理、有效化方面的对比，根据比值之间的差异，确定机床自动调整参数的范围。最终，机床自动调整参数就是大齿轮锥在其轴线方向上的移动量。
图2大齿轮轴向位移及其法向位移分量 的分解示意图
3.3研齿机研磨循环流程图
在人机界面上进行加工参数的输入，其中，包括了主动锥齿轮与从动锥齿轮安装距、主动锥齿轮转速、理论侧隙值、工装长度、研磨点齿高方向坐标值、研磨点齿长方向坐标值、研磨点侧隙方向坐标值、加在从动锥齿轮上的制动扭矩、机床加工参数等输入到数控锥齿轮研齿机，或者是数控机床上，将这些数据进行保存，生成系统代码。
3.3.1侧隙检测开始
在进行侧隙检测的过程中，大齿轮与小齿轮需要进行双面啮合作业，自动啮齿侧对滚进行Z轴方向侧隙值J跳动偏差的测量，将其偏差存入到系统之中。
3.3.2开启固定停功能
在进行主动锥齿轮与从动锥齿轮标准安装距处进行无间隙啮合作业的过程中，需要将其安装距坐标值读出来，存放到数控锥齿轮研齿机中，取消固定停功能之后，向着Z轴方向继续移动，最后退出。
3.3.3移动到第一研磨点与标准安装距处的侧隙值差值
在移动到第一研磨点之后，将固定停功能开启，从动锥齿轮沿着Z轴的方向移动，从而与主动锥齿轮之间进行无间隙的啮合作业，将所在研磨点读取的数据与标准安装距处的侧隙值之间的差值录入到数控锥齿轮研齿机中，取消固定停功能，向着Z轴方向继续移动，最后退出。
四、结束语
综上所述，在进行数控锥齿轮研齿机自动侧隙控制方法研究的过程中，本文着重对数控锥齿轮研齿机研磨没运动自动侧隙控制方法的几个关键问题进行了详细的分析，并且特别对自动测量各个研磨点的侧隙进行了测量、计算和分析，提出了在各个研磨点在相同侧隙的情况下，先进且有效的控制方法，真正的实现了自动化进程上的研磨齿轮侧隙自动化控制，不仅有效的降低了噪音和运行成本，而且在一定程度上，对于数控锥齿轮研齿机工作效率也是一种极大的提升。
参考文献：
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论文作者:李昌鼎
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/30
标签：齿轮论文; 数控论文; 方向论文; 过程中论文; 位移论文; 轮轴论文; 功能论文; 《基层建设》2019年第4期论文;