球杆仪在磨齿机上的应用

杜原，王俊岭，樊利军，张明东

（陕西秦川发展股份有限公司，陕西 宝鸡 721009）

0 引 言

YK7332A 磨齿机是我公司较成熟的产品，采用成形法磨削齿轮，磨削基本原理是把砂轮修整为与齿轮相对应的形状，通过砂轮的高速磨削去除多余的材料，加工出最终需要的齿形。修整砂轮的精度决定了最终工件的齿形精度，利用机床的X、Z 轴来进行高精度的圆弧插补修整，应用DBB 测量之前的插补功能磨削的齿轮可以达到GB10095.1-2008 5 级精度，基本可以满足一般齿轮的加工精度要求。当加工对齿形有特殊要求的油泵齿轮、高压油泵螺旋齿轮等时，只有减小机床的插补误差，才能满足圆弧插补修整砂轮的要求。磨削高压螺旋齿轮的测量结果如图1 所示，齿形误差只能控制在0.020～0.035 mm 范围，不能满足油泵齿轮的设计要求。为此在试验攻关的过程中，分析了机床存在X、Z 轴插补过象限误差，采用英国Renishaw 球杆仪来检测机床X、Z 轴圆弧插补误差轨迹，进一步分析误差产生的原因后，改进了NC 驱动参数，效果明显。

图1 机床调整前齿轮检测图

1 球杆仪测量装置的结构及原理

用球杆仪测量数控机床圆弧插补动态轨迹误差的基本原理是：测量主轴前端至工作台上的圆弧中心的距离变动，将检测数据与基准圆比较，形成一个近似圆的轨迹，利用该误差轨迹不仅能评价运动精度，而且解析该运动轨迹就能够找出运动误差产生的原因。

球杆仪测量装置简称DBB 装置（Double Ball Bar），结构如图2 所示。2 个高精度的圆球（直径25.4 mm，球形误差0.05 μm）由热膨胀系数很小的因瓦合金制球杆连接，球杆上装有莫尔光栅（分辨率0.1 μm），2 个球在磁力的作用下以3 点支撑的方式被吸附在球面支座上。……