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無(wú)級(jí)變速器錐盤(pán)車磨復(fù)合加工數(shù)控技術(shù)探析
高曉翔 2023/10/28 16:36:00
（泰州技師學(xué)院 江蘇泰州 22530）
摘要：在無(wú)級(jí)變速器中，錐盤(pán)是重要部件，其質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接關(guān)系到變速器的性能和壽命。數(shù)控車磨復(fù)合加工中心是錐盤(pán)生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。為此，有必要加大對(duì)無(wú)級(jí)變速器錐盤(pán)車磨復(fù)合加工數(shù)控技術(shù)的研究力度。文章從無(wú)級(jí)變速器錐盤(pán)復(fù)合加工關(guān)鍵技術(shù)分析入手，提出基于無(wú)級(jí)變速器錐盤(pán)復(fù)合加工數(shù)控系統(tǒng)構(gòu)建，期望能夠?qū)μ岣咤F盤(pán)的精度和質(zhì)量有所幫助。
關(guān)鍵詞：無(wú)級(jí)變速器；錐盤(pán)；復(fù)合加工；數(shù)控技術(shù)
0前言
無(wú)機(jī)變速器是無(wú)級(jí)變速技術(shù)的代表性產(chǎn)品，在汽車領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。錐盤(pán)作為無(wú)級(jí)變速器的核心部件，必須保證其精度和質(zhì)量達(dá)標(biāo)。為此，在錐盤(pán)復(fù)合加工中，要采取有效的技術(shù)措施，對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行控制。借此，就無(wú)級(jí)變速器錐盤(pán)車磨復(fù)合加工數(shù)控技術(shù)展開(kāi)探析。
1無(wú)級(jí)變速器錐盤(pán)復(fù)合加工關(guān)鍵技術(shù)
無(wú)級(jí)變速器簡(jiǎn)稱CVT，主動(dòng)與從動(dòng)輪是CVT的重要傳動(dòng)部件，該部件由兩個(gè)錐盤(pán)組合而成。由于錐盤(pán)本身對(duì)接觸疲勞強(qiáng)度的要求較高，所以在選材、加工等方面的技術(shù)要求也比較高。錐盤(pán)的加工質(zhì)量與CVT的傳動(dòng)效率密切相關(guān)，并且還會(huì)影響到穩(wěn)定性及使用壽命。為提高錐盤(pán)的加工質(zhì)量，可采用復(fù)合加工中心數(shù)控技術(shù)，確保錐盤(pán)的孔徑、錐面、溝道等達(dá)到精度要求。
1.1溝道尋邊定位
1.1.1定位系統(tǒng)
通過(guò)分析錐盤(pán)的結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，其內(nèi)孔中有磨削而成溝槽，以均勻的形式分布于孔內(nèi)。在錐盤(pán)磨削加工的過(guò)程中，為提高加工效率，制造毛坯時(shí)可對(duì)溝道預(yù)加工，將磨削余量控制在0.2mm內(nèi)[1]。溝道磨削加工前，要快速、精確對(duì)內(nèi)控中的直線溝道定位及找正。通常情況下，數(shù)控設(shè)備對(duì)工件進(jìn)行定位和找正時(shí)，會(huì)用到尋邊裝置，多為接觸式。實(shí)踐表明，通過(guò)這種方法定位溝道時(shí)，受到溝道本身突起的影響，容易造成傳感器損壞。在不斷研究和試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，圖像處理技術(shù)在定位中具有一定的適用性，但由于攝像機(jī)昂貴，導(dǎo)致成本過(guò)高，并且處理算法的復(fù)雜程度也比較高，限制了該技術(shù)的推廣應(yīng)用。針對(duì)當(dāng)前定位方法存在的缺陷和不足，本文提出一種在線定位的方法。錐盤(pán)內(nèi)控溝道的分布情況如圖1所示。
圖1 CVT錐盤(pán)內(nèi)控直線溝道示意圖
圖1中紅線的圓形為通孔，在內(nèi)控周圍均勻分布多條間距相等的溝道，基于這一前提，定位時(shí)找到其中任意一條溝道的位置，便可通過(guò)計(jì)算，得出其余各條溝道的中心線位置。錐盤(pán)的內(nèi)控端面是一個(gè)具有漫反射性質(zhì)的表面，根據(jù)該性質(zhì)，設(shè)計(jì)出一種定位方法，即基于漫反射光電式開(kāi)關(guān)的在線定位，這種方法工作時(shí)的時(shí)序關(guān)系如圖2所示。
圖2 基于漫反射光電式開(kāi)關(guān)定位的時(shí)序關(guān)系示意圖
利用圖2中的已知參數(shù)，通過(guò)計(jì)算后，能夠得出內(nèi)孔溝道的中心線位置，具體的計(jì)算公式如下：
.............
控制系統(tǒng)能夠完成實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)性任務(wù)的控制，如位置、速度、刀具補(bǔ)償、參數(shù)設(shè)置、故障診斷等。其中實(shí)時(shí)任務(wù)由UMAC和PLC共同完成，而非實(shí)時(shí)性任務(wù)則由PC機(jī)負(fù)責(zé)完成。軟件借助任務(wù)協(xié)調(diào)模塊，對(duì)UMAC及PLC進(jìn)行調(diào)用，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。通過(guò)C#語(yǔ)言，編寫(xiě)任務(wù)協(xié)調(diào)模塊，保證該模塊的可用性。按照CVT錐盤(pán)的加工特點(diǎn)，對(duì)人機(jī)界面加以規(guī)劃，使其滿足應(yīng)用需要。最為整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)的操作平臺(tái)，人機(jī)界面尤為重要，為人與機(jī)的交互提供了可能。在人機(jī)界面功能模塊的軟件開(kāi)發(fā)中，通訊是首要問(wèn)題，結(jié)合實(shí)際情況，通過(guò)比較后，決定選用PcommServer通訊驅(qū)動(dòng)，它支持以太網(wǎng)總線通訊，帶有COM接口程序。通過(guò)對(duì)PcommServer的調(diào)用，可以實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與UMAC之間的通訊聯(lián)接[7]。為便于了解機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)，在人機(jī)界面的開(kāi)發(fā)中，加入顯示界面，可以對(duì)伺服軸當(dāng)前所在的位置以及運(yùn)轉(zhuǎn)速度等實(shí)時(shí)顯示，為運(yùn)行監(jiān)測(cè)提供便利。
3結(jié)論
綜上所述，無(wú)級(jí)變速器錐盤(pán)車磨復(fù)合加工是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，為提高錐盤(pán)的精度和質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)采取有效的控制措施，對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行控制。未來(lái)一段時(shí)期，要加大對(duì)數(shù)控技術(shù)的研究力度，通過(guò)改進(jìn)和優(yōu)化，使其更加完善，從而更好的為相關(guān)領(lǐng)域服務(wù)。
參考文獻(xiàn)
[1]王錦周,周利仁,顏蕊.無(wú)級(jí)變速器帶輪錐面粗糙度超差問(wèn)題分析與改進(jìn)[J].汽車與駕駛維修(維修版),2021(7):36-37.
[2]馬超超,彭超,汪子盛,侯偉鋒.非圓齒輪無(wú)級(jí)變速器雙螺旋副結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及有限元分析[J].軍事交通學(xué)院學(xué)報(bào),2（未完，下一頁(yè)）
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