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摘 要：数控滚齿机主要针对齿轮结构进行工程加工，使用领域对齿轮结构要求尺寸大、精度高、质量高，但是又存在很大的加工风险，高质量、高精度要求对数控滚齿机的加工误差和补偿也提出了高要求。又由于数控滚齿机自身结构大、机械复杂、加工零件种类数量多、系统配置程序繁琐等问题使得数控滚齿机很难保证加工的精度，这种矛盾对提高数控滚齿机的加工精度和降低加工误差有着高要求、高需求和实际意义。南京高速齿轮制造有限公司引进了目前使用最为广泛的德国普法特、霍夫勒、SU等数控高效滚齿机，本文通过对数控滚齿机加工概述，介绍了加工精度的影响因素，并提出科学可靠的误差补偿技术，以提高、改善、保证机床的加工精度。
关键词：新型数控滚齿机；加工误差；加工补偿
中图分类号：TG612 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）26-0289-01
我国数控滚齿机主要的应用领域有航空航天、船舶车辆、风力发电等工程机械重要领域的齿轮加工。数控滚齿机应用领域针对大尺寸齿轮进行结构加工，其精度要求很高，为了保证加工齿轮的质量符合工程应用标准，因此，需要对数控滚齿机的加工误差进行深入研究并加以改进补偿，重视细节，借鉴国外，让我国的数控滚齿机能够加工出高质量、高精度、低误差的齿轮零件，为经济建设和科技进步提供技术保证。
1 数控滚齿机加工概述
随着全球制造装备业的高速发展，全世界各类生产企业对齿轮的需求量不断增加，并且对齿轮的质量和精确度提出了更高的要求，相应的就带动了齿轮生产机械数控滚齿机的发展，对于数控滚齿机的生产能力较强的国家为美国和德国，而过去我国的数控滚齿机主要依赖进口，为了打破这种局面，我国将数控滚齿机的研发工作纳入到科学体系当中，取得了非常傲人的成绩，我国对数控滚齿机的制造水平大大提高，目前可以自主生产大型数控滚齿机，其使用性能大大提高，更好的满足了用户的要求。
我国加强对数控滚齿机的研发以及相关课题的考虑具有重要的现实意义，有利于提高我国工业生产发展的水平，打破西方国家在这一工业上的垄断地位，在国际竞争中获得更多的主动权，提高竞争力，在全球经济一体化的经济发展形势下获得更好的发展。
影响数控滚齿机加工精度的原因有很多，主要包括滚齿机的滚削力、振动以及热变形，其中热变形是主要的一种，本文主要对热变形进行深入的探讨。滚齿的加工就是用滚刀和工件的端面倾斜成一定的角度，然后加工成各种形状的齿轮，滚齿的加工主要包括以下几种运动类型：主运动为滚削运动、分齿运动、垂直进给运动等。想要减少这种因素对加工精度的影响，在机床进行加工时，需要尽量的提高滚刀转动的速度，采用的深度为小滚切深度，并且需要分次进行切削，这样就可以有效的降低滚削力，从而减小滚刀和工件主轴变形的情况，这样就可以使齿轮加工的误差减小，提高齿轮加工的精度，降低产品的废品率，提高生产加工的经济效益。滚削力振动也是影响加工精度的主要因素，并且会对机床的使用寿命造成严重不利的影响。针对这种情况，需要从机床的结构入手，对局部结构进行优化，增加抗振型设计，以减轻机床的震颤问题，提高加工的质量。
2 数控滚齿机加工精度影响因素
2.1 滚削力对加工精度的影响
滚齿切削力是齿轮加工的基本物理参数，在大型数控滚齿机使用过程中，大型滚齿机主轴功率很大，切削力很容易导致整个系统不稳定，甚至产生变形失稳。滚刀和工件的中心距由于主轴不可避免的变形发生位移，很大程度上影响了加工精度。在滚齿过程中，切屑力不断变化使得滚刀各齿的受力不同，不停变化，而切削力受到了很多因素的影响，包括切削工艺、齿轮材料、热处理加工技术、滚刀与齿坯参数、冷却润滑程度等。由于这些不确定因素的存在，就会使得滚齿机的加工主轴弯曲变形难以确定，需要通过数学建模，全面考虑各种可能存在的误差问题进行补偿。可以提高滚刀转速、小滚切深度、分次切削等降低切屑力，降低滚齿机主轴的变形，降低加工误差。
2.2 热变形对加工精度的影响
齿轮加工过程是一个金属的切削过程，又由于是大型的滚齿机，加工过程的发热量可想而知，在加工的过程中，机床成为热源作为主要的发热件，同时还会存在立柱的热变形，这些都会使得主轴的中心距发生相对位移，影响了齿轮的加工精度。加工过程电机发热难以避免，切削摩擦也会产生大量的热量，同时环境和加工工艺也会起到一定程度的影响。
3 数控滚齿机加工误差补偿技术
很多情况下，数控滚齿机在高速度、高负荷、高功率运行时，想要降低加工误差是非常困难的一件事，金属加工切削力很大，整个机械振动很强，主轴中心距位置几乎不可能保证，这就需要进行一定的合理加工误差补偿，这也是降低加工误差的一个重要举措。数控滚齿机加工误差的补偿方法主要分为硬件结构补偿和软件控制补偿。硬件结构补偿是在使用各种误差检测手段和技术进行误差评定，直接或间接的测量出加工误差，并通过建立起的数学模型进行误差补偿计算，以尽可能的消除误差。可以使用一种滚齿机误差差动螺旋补偿装置，包括丝杠螺母传动系统、蜗轮蜗杆传动系统、支撑轴承及垫圈等部件。软件控制补偿就是研发出科学高效的加工自动编程系统，使用编码器、光栅尺测量系统等各种传感器采集加工过程中的数据，并反馈给NC，进行实时的检测和控制，使用负反馈系统，让加工的输出得到实时的修正，更加准确。需要注意的是，软硬件误差补偿都需要以系统模型为基础，在此基础上进行计算，建立修正补償算法模型，开发出更加科学、高效、精确的自动控制系统。综合使用软硬补偿，建立起补偿系统平台，进行误差补偿实验，不断优化改进，以实现加工齿轮的高精度目的。
4 总 结
目前，随着科学技术的飞速发展和社会的不断进步，世界制造业已经进入了一个发展的黄金时期。随着计算机和信息技术的日益成熟和自动控制理论的不断完善，数控机床已成为工业生产不可缺少的工具。与传统的齿轮加工不同，数控滚齿机已经使齿轮加工成为批量生产、新时代的大规模生产、新的在线监控和自动控制，使大型数控滚齿机具有广阔的应用前景和无限的发展潜力。
参考文献
[1]李仁良.LC-502数控滚齿机滚齿乱齿现象原因分析[J].设备管理与维修，2009（2）：62.
[2]徐彩玲，王国栋.渐开线直齿齿轮轴楔横轧成形过程优化研究[J].锻压技术，2013，38（01）：69～73.
收稿日期：2018-8-7
关键词：新型数控滚齿机；加工误差；加工补偿
中图分类号：TG612 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）26-0289-01
我国数控滚齿机主要的应用领域有航空航天、船舶车辆、风力发电等工程机械重要领域的齿轮加工。数控滚齿机应用领域针对大尺寸齿轮进行结构加工，其精度要求很高，为了保证加工齿轮的质量符合工程应用标准，因此，需要对数控滚齿机的加工误差进行深入研究并加以改进补偿，重视细节，借鉴国外，让我国的数控滚齿机能够加工出高质量、高精度、低误差的齿轮零件，为经济建设和科技进步提供技术保证。
1 数控滚齿机加工概述
随着全球制造装备业的高速发展，全世界各类生产企业对齿轮的需求量不断增加，并且对齿轮的质量和精确度提出了更高的要求，相应的就带动了齿轮生产机械数控滚齿机的发展，对于数控滚齿机的生产能力较强的国家为美国和德国，而过去我国的数控滚齿机主要依赖进口，为了打破这种局面，我国将数控滚齿机的研发工作纳入到科学体系当中，取得了非常傲人的成绩，我国对数控滚齿机的制造水平大大提高，目前可以自主生产大型数控滚齿机，其使用性能大大提高，更好的满足了用户的要求。
我国加强对数控滚齿机的研发以及相关课题的考虑具有重要的现实意义，有利于提高我国工业生产发展的水平，打破西方国家在这一工业上的垄断地位，在国际竞争中获得更多的主动权，提高竞争力，在全球经济一体化的经济发展形势下获得更好的发展。
影响数控滚齿机加工精度的原因有很多，主要包括滚齿机的滚削力、振动以及热变形，其中热变形是主要的一种，本文主要对热变形进行深入的探讨。滚齿的加工就是用滚刀和工件的端面倾斜成一定的角度，然后加工成各种形状的齿轮，滚齿的加工主要包括以下几种运动类型：主运动为滚削运动、分齿运动、垂直进给运动等。想要减少这种因素对加工精度的影响，在机床进行加工时，需要尽量的提高滚刀转动的速度，采用的深度为小滚切深度，并且需要分次进行切削，这样就可以有效的降低滚削力，从而减小滚刀和工件主轴变形的情况，这样就可以使齿轮加工的误差减小，提高齿轮加工的精度，降低产品的废品率，提高生产加工的经济效益。滚削力振动也是影响加工精度的主要因素，并且会对机床的使用寿命造成严重不利的影响。针对这种情况，需要从机床的结构入手，对局部结构进行优化，增加抗振型设计，以减轻机床的震颤问题，提高加工的质量。
2 数控滚齿机加工精度影响因素
2.1 滚削力对加工精度的影响
滚齿切削力是齿轮加工的基本物理参数，在大型数控滚齿机使用过程中，大型滚齿机主轴功率很大，切削力很容易导致整个系统不稳定，甚至产生变形失稳。滚刀和工件的中心距由于主轴不可避免的变形发生位移，很大程度上影响了加工精度。在滚齿过程中，切屑力不断变化使得滚刀各齿的受力不同，不停变化，而切削力受到了很多因素的影响，包括切削工艺、齿轮材料、热处理加工技术、滚刀与齿坯参数、冷却润滑程度等。由于这些不确定因素的存在，就会使得滚齿机的加工主轴弯曲变形难以确定，需要通过数学建模，全面考虑各种可能存在的误差问题进行补偿。可以提高滚刀转速、小滚切深度、分次切削等降低切屑力，降低滚齿机主轴的变形，降低加工误差。
2.2 热变形对加工精度的影响
齿轮加工过程是一个金属的切削过程，又由于是大型的滚齿机，加工过程的发热量可想而知，在加工的过程中，机床成为热源作为主要的发热件，同时还会存在立柱的热变形，这些都会使得主轴的中心距发生相对位移，影响了齿轮的加工精度。加工过程电机发热难以避免，切削摩擦也会产生大量的热量，同时环境和加工工艺也会起到一定程度的影响。
3 数控滚齿机加工误差补偿技术
很多情况下，数控滚齿机在高速度、高负荷、高功率运行时，想要降低加工误差是非常困难的一件事，金属加工切削力很大，整个机械振动很强，主轴中心距位置几乎不可能保证，这就需要进行一定的合理加工误差补偿，这也是降低加工误差的一个重要举措。数控滚齿机加工误差的补偿方法主要分为硬件结构补偿和软件控制补偿。硬件结构补偿是在使用各种误差检测手段和技术进行误差评定，直接或间接的测量出加工误差，并通过建立起的数学模型进行误差补偿计算，以尽可能的消除误差。可以使用一种滚齿机误差差动螺旋补偿装置，包括丝杠螺母传动系统、蜗轮蜗杆传动系统、支撑轴承及垫圈等部件。软件控制补偿就是研发出科学高效的加工自动编程系统，使用编码器、光栅尺测量系统等各种传感器采集加工过程中的数据，并反馈给NC，进行实时的检测和控制，使用负反馈系统，让加工的输出得到实时的修正，更加准确。需要注意的是，软硬件误差补偿都需要以系统模型为基础，在此基础上进行计算，建立修正补償算法模型，开发出更加科学、高效、精确的自动控制系统。综合使用软硬补偿，建立起补偿系统平台，进行误差补偿实验，不断优化改进，以实现加工齿轮的高精度目的。
4 总 结
目前，随着科学技术的飞速发展和社会的不断进步，世界制造业已经进入了一个发展的黄金时期。随着计算机和信息技术的日益成熟和自动控制理论的不断完善，数控机床已成为工业生产不可缺少的工具。与传统的齿轮加工不同，数控滚齿机已经使齿轮加工成为批量生产、新时代的大规模生产、新的在线监控和自动控制，使大型数控滚齿机具有广阔的应用前景和无限的发展潜力。
参考文献
[1]李仁良.LC-502数控滚齿机滚齿乱齿现象原因分析[J].设备管理与维修，2009（2）：62.
[2]徐彩玲，王国栋.渐开线直齿齿轮轴楔横轧成形过程优化研究[J].锻压技术，2013，38（01）：69～73.
收稿日期：2018-8-7