滾齒機(jī)加工齒輪，需要停機(jī)進(jìn)行精度檢測(cè)，或經(jīng)過(guò)粗切半精加工工藝，離開機(jī)床進(jìn)行其他工藝加工，齒輪需要再次夾緊，即二次齒。分析傳統(tǒng)的二次齒方法，找出不能滿足當(dāng)前高精度、高效制造的誤差。提出滾齒機(jī)二次齒方法，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)二次齒，大大提高了齒輪的加工效率和齒輪的加工精度。

01滾齒機(jī)是一種采用展示方法加工齒輪齒形的機(jī)床，即滾齒是將其中一種轉(zhuǎn)化為具有切割能力的齒輪刀，另一種轉(zhuǎn)化為切割工件，通過(guò)滾齒機(jī)床，強(qiáng)制工具和工件進(jìn)行嚴(yán)格的嚙合運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，刀具切割刀片的運(yùn)動(dòng)軌跡逐漸包裹在工件的齒形上。在滾齒加工過(guò)程中，齒輪需要停機(jī)進(jìn)行精度檢測(cè)，或經(jīng)過(guò)粗切半精加工工藝，從機(jī)床進(jìn)行其他工藝加工，如淬火或其他工藝，齒輪需要再次夾緊，滾刀和工件必須對(duì)準(zhǔn)（加工工件和滾齒槽），即二次齒。

中國(guó)傳統(tǒng)的滾齒機(jī)兩對(duì)齒依賴于工人的經(jīng)驗(yàn)，目視檢查確定工件和工件，人為因素較大，依賴于工人的經(jīng)驗(yàn)和熟練程度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高精度、高效制造的需要。隨著社會(huì)的發(fā)展，后來(lái)演變?yōu)槭褂媒佑|式測(cè)量頭進(jìn)行二次齒，即用測(cè)量頭觸摸左右齒面，收集信號(hào)角度計(jì)算，然后與系統(tǒng)互動(dòng)，工作臺(tái)轉(zhuǎn)向角度的一半，即工件齒槽中心，但齒方法誤差較大，工件齒輪各齒形或齒槽存在一定程度的誤差，只測(cè)量一個(gè)齒槽，會(huì)有很大的誤差，會(huì)影響隨后的加工精度。

滾齒機(jī)二次齒裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，精度高，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)二次齒，大大提高了齒輪的加工效率和齒輪的加工精度。

02對(duì)齒裝置的工作原理和結(jié)構(gòu)。

在實(shí)現(xiàn)二次齒的過(guò)程中，選擇非接觸式傳感器，使傳感器面向齒形方向，工作轉(zhuǎn)盤C軸以均勻速度旋轉(zhuǎn)，傳感器發(fā)出脈沖信號(hào)，記錄齒輪邊緣位置，然后利用收集到的數(shù)據(jù)計(jì)算齒輪位置，偏移工件轉(zhuǎn)盤C軸的位置。在檢測(cè)不同尺寸的工件時(shí)，可以調(diào)整X的方向，使傳感器接近或遠(yuǎn)離工件。當(dāng)根據(jù)不同的工件更換不同高度的工具時(shí)，傳感器的高度可以通過(guò)Z方向行程進(jìn)行調(diào)整。在滾齒加工過(guò)程中，傳感器需要退出加工區(qū)域，可以借助Y方向行程和氣缸本身行程。

二次齒裝置的結(jié)構(gòu)主要由氣缸和感應(yīng)傳感器組成。氣缸可配備兩個(gè)行程開關(guān)、壓力傳感器、單向節(jié)流閥等，使運(yùn)動(dòng)位置更加準(zhǔn)確。氣缸的形成、重復(fù)定位精度、感應(yīng)傳感器的感應(yīng)距離和感應(yīng)曲線需要根據(jù)具體加工件的尺寸進(jìn)行選擇。

03二次對(duì)齒實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

（1）一次對(duì)齒時(shí)，首先調(diào)整信號(hào)傳感器，檢測(cè)工件的有效位置。一般有效范圍在1~5mm以內(nèi)。具體感應(yīng)距離應(yīng)根據(jù)檢測(cè)開關(guān)類型確定。

（2）增量旋轉(zhuǎn)工件軸C軸，通過(guò)傳感器記錄工件通過(guò)傳感器時(shí)C軸的坐標(biāo)位置。分別記錄齒輪齒楞的上升邊緣位置（A、C、E）和齒輪齒楞的下降邊緣位置（B、D、F）。有必要去除開始和結(jié)束時(shí)不完整齒的位置值數(shù)據(jù)，一般選擇多個(gè)位置值的平均計(jì)算（由于開關(guān)量記錄數(shù)據(jù)一般為數(shù)據(jù)，因此位置數(shù)必須是奇數(shù)），從而消除齒形或齒槽誤差引起的對(duì)齒誤差。上升邊緣的平均位置為C1，下降邊緣的平均位置為C2。齒輪齒數(shù)為Z0。通過(guò)齒數(shù)、上升邊緣的平均值和下降邊緣的平均值，可以計(jì)算出有效齒輪齒槽的有效旋轉(zhuǎn)值C0或齒輪齒頂?shù)挠行D(zhuǎn)值C0。

（3）工件軸的旋轉(zhuǎn)偏移-C0位置值。虛線齒形是旋轉(zhuǎn)后的假設(shè)齒形。此時(shí)，工件已旋轉(zhuǎn)到齒槽的中心。如果設(shè)計(jì)需要旋轉(zhuǎn)到齒頂位置，也可以通過(guò)步驟（2）中的公式（4）計(jì)算旋轉(zhuǎn)到齒頂位置的角度值。調(diào)整刀軸方向的滾動(dòng)位置。使用手輪調(diào)整刀軸，使?jié)L動(dòng)刀與工件嚙合。有些機(jī)床沒有刀軸，對(duì)于沒有刀軸的機(jī)床，工件軸可以通過(guò)手輪調(diào)整，滾動(dòng)與工件嚙合，旋轉(zhuǎn)位置補(bǔ)償?shù)紺0值。使用自動(dòng)相位同步功能，開始滾齒加工。該系統(tǒng)具有自動(dòng)相位同步功能。當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，工件軸同步旋轉(zhuǎn)。如果系統(tǒng)沒有自動(dòng)相位同步功能，則會(huì)有隨后的誤差，因?yàn)樗欧?huì)延遲。這種誤差會(huì)隨著主軸速度的變化而變化，一般可以在C0坐標(biāo)位置進(jìn)行補(bǔ)償。

對(duì)于批量生產(chǎn)的工件，一次對(duì)齒完成后，后續(xù)批量加工生產(chǎn)只需執(zhí)行后處理系統(tǒng)的步驟(2)、(3)、(5)即可完成一次對(duì)齒。

特別是齒輪工件的頂部位置信息是通過(guò)非接觸傳感器收集的，因此會(huì)有位置偏差，在步驟（4）時(shí)消除位置偏差。

04應(yīng)用情況

該齒裝置的設(shè)計(jì)廣泛應(yīng)用于公司自主研發(fā)的YK3132數(shù)控滾齒機(jī)、YK3126數(shù)控滾齒機(jī)等精密數(shù)控機(jī)床，如圖6所示。齒裝置工作穩(wěn)定可靠，能滿足幾乎所有客戶加工零件的需求，客戶反饋良好。