摆线针轮定子内腔齿廓精度在三座标测量机上的检测方法及其程序

　　1.概　　述

　　摆线啮合付是摆线液压马达,摆线全液压转向器及摆线转子泵的主要核心零部件。其啮合精度将直接影响着这类产品的主要性能。因此,改善组成这一啮合付的摆线转子和定子(针轮)的加工条件,提高转定子廓形的工艺技术水平,长期以来一直是我厂技术开发和质量攻关的重点内容。同时,也是国内同行业所共同关注的。“七五”期间,我厂从国外引进了一台转子成形磨削机床,从而使我国这一参数的摆线转子的齿形加工精度达到了国际同行业的精水平。在此基础上,“八五”期间,我厂又从国外引进了一台高精度数控定子内廓成形磨床,用以解决与该转子啮合的偶件—摆线针轮定子齿面廓的加工精度问题。

　　定子齿廓的尺寸及各项精度要求如图1所示。

　　引进机床对定子齿廓形成磨削的方式如图2所示。由此可见,如何有效、正确地检测这些精度,给出准确的评定结论,是这台引进设备验收考核过程中的一项重要技术工作。对此,目前国内还没有专用的检测仪器,而检测水平及软件功能很强的进口三座标测量机也均没有现成的测量程序。因此,为了解决这一检测技术问题,我们根据三座标测量机的功能特性,结合定子齿廓曲线的数学模式,研究出一种在三座标测量机上检测摆线针轮定子内空齿廓精度的检测方法及其测量程序,有效地解决了这一检测技术问题。其检测结果经该机床制造商(德国BLOHM公司)在其制造厂重新复检,并得以一致的确认。

　　2.测量原理及方法

　　由图1可知,定子内空的有效齿廓是由七段直径相同,且按七等分角均匀分布在同一分度圆上的等弧上凸圆弧组成的。因此,从理论上讲,只要能测出七段等弧长凸圆弧的半径,然后再分别算出它们的圆心位置,便可得出这七个圆心所在的同一分布圆的半径及各圆心位置间的圆心角。同样,图1中的各尺寸及精度值也就随之可得了。但实际情况是随着测量精度要求的提高及被检测的数据要求的精确度达一定的程度时,被测圆弧(针轮齿廓曲线)所存在的一定形状和轮廓误差将直接干扰着检测结果的精确度。同时,再加上用一般的半径检测方法时,测量的可取信息通常仅取3—4个测量点(如采用弦交法,标准圆弧对合法或坐标法等等),而每一个测量点的误差都会对计算结果产生直接的影响,所以最终得到的测量精度就比较低。更重要的是七段等弧长凸圆弧的圆心位置并不一定会处在同一分布圆上,因而此分度圆的半径及其圆心位置的坐标也就难以准确地确定,处理不当也就会带来很大的误差。

　　因此,针对上述实际运行过程中将有可能出现的种种不利因素以及如何保证我们所要求的这类技术问题,我们借助于最小二乘原理,编制了一种在三座标测量机上能简便、准确地进行摆线针轮精度检测评定的测量程序。测量时,只需对工件先进行粗测,找出一个与各针齿顶点基本相切的内雪圆及其圆心坐标。然后便以该圆心为测量座标架的原点,分别测量出各段圆弧上的Xi、Yi的座标值(每段圆上各测100个点),再将这些数据通过计算机及该测量程序,便处理出各评定值的测量结果,并以此计算出的内切圆圆心坐标与测量时座标架的原点坐标进行比较,在其误差值小于规定检测精度时,各所得检测结果即为最终检测结果。