CN 41-1243/TG ISSN 1006-852X

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CVT带轮球道cBN砂轮精密整形技术

秦香果 张子英 唐东升

秦香果, 张子英, 唐东升. CVT带轮球道cBN砂轮精密整形技术[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2025, 45(2): 236-244. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2024.0083
引用本文: 秦香果, 张子英, 唐东升. CVT带轮球道cBN砂轮精密整形技术[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2025, 45(2): 236-244. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2024.0083
QIN Xiangguo, ZHANG Ziying, TANG Dongsheng. Research on precision shaping technology of CVT for fairway cBN grinding wheel[J]. Diamond & Abrasives Engineering, 2025, 45(2): 236-244. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2024.0083
Citation: QIN Xiangguo, ZHANG Ziying, TANG Dongsheng. Research on precision shaping technology of CVT for fairway cBN grinding wheel[J]. Diamond & Abrasives Engineering, 2025, 45(2): 236-244. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2024.0083

CVT带轮球道cBN砂轮精密整形技术

doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2024.0083
基金项目: 国家自然科学基金项目(U20A20238)。
详细信息
    作者简介:

    通信作者:秦香果,女,1984年生,硕士、讲师,主要从事机械加工工艺技术研究。 E-mail:qinxg@sxie.edu.cn

  • 中图分类号: TH161

Research on precision shaping technology of CVT for fairway cBN grinding wheel

  • 摘要: 无级变速器(CVT)具有结构简单紧凑、成本低、操纵方便等优点,是最理想的汽车变速器,而带轮、带轮轴球道的加工是CVT核心零部件加工的难点。电镀cBN砂轮具有磨削比高、磨削力小、发热少、环境友好、加工精度一致性好等优势,是球道加工理想的磨削工具。但球道的几何精度要求极高,特别是接触角允许公差极其严格,给砂轮的精密修整带来了极大难题。针对目前工程上光学引导法存在的技术难题,通过分析球道成形磨削原理、球道几何特征结构,梳理球道cBN砂轮几何精度控制原理,提出并采用比例修整法;并通过修整实验验证其可行性。经验证,该方法可使球道砂轮接触角误差稳定控制在 ± 1°以内,左右圆弧接触角偏差<1°,具有广阔的应用前景。

     

  • 图  1  带轮组件[2]

    Figure  1.  Belt wheel assembly[2]

    图  2  球道精度要求

    Figure  2.  Ballway accuracy requirements

    图  3  砂轮几何特征设计图

    Figure  3.  Grinding wheel geometric features design diagram

    图  4  砂轮理想齿形尺寸几何关系

    Figure  4.  Geometric relationship of ideal tooth shape size of grinding wheel tooth size

    图  5  砂轮齿形尺寸几何关系

    Figure  5.  Geometric relationship of grinding wheel tooth size

    图  6  αXi的变化趋势

    Figure  6.  Change trend of α with Xi

    图  7  αRg的变化趋势

    Figure  7.  Change trend of α with Rg

    图  8  球道成型电镀cBN砂轮修整原理

    Figure  8.  Dressing principle of fairway forming electroplated cBN grinding wheel

    图  9  光学曲线磨床磨修整影像照片

    Figure  9.  Image photo of optical curve grinder trimming

    图  10  修整路径示意图

    Figure  10.  Trimming path schematic diagram

    图  11  陶瓷砂轮圆弧修整现场

    Figure  11.  Ceramic grinding wheel arc trimming scene

    图  12  修整原理示意图

    Figure  12.  Schematic diagram of trimming principle

    图  13  首次修整检测结果

    Figure  13.  First trimming test results

    图  14  R值随修整数量的变化趋势

    Figure  14.  Change trend of R value with number of trims

    图  15  双圆弧中心距2Xi偏差随修整数量的变化趋势

    Figure  15.  Change trend of arc center distance 2Xi deviation with number of trims

    图  16  接触角α随修整数量的变化趋势

    Figure  16.  Change trend of contact angle α with number of trims

    图  17  砂轮安装效果

    Figure  17.  Grinding wheel installation effect

    图  18  磨削工件

    Figure  18.  Grinding workpiece

    图  19  检测结果

    Figure  19.  Testing result

    表  1  理论计算表(A ≈ −1.165 4)

    Table  1.   Theoretical calculation table (A ≈ −1.165 4)

    项目 圆弧半径
    Rg / mm
    模拟钢球半径
    Rs / mm
    砂轮偏心距
    Xi / mm
    接触角
    α / (°)
    标准值 3.250 3 0.216 5 60.000
    Rg 正差 3.253 3 0.216 5 58.844
    Xi 正差 3.250 3 0.227 5 65.509
    Rg 正差、Xi 正差 3.253 3 0.220 0 60.410
    Rg 负差 3.247 3 0.216 5 61.229
    Xi 负差 3.250 3 0.205 5 55.288
    Rg 负差、Xi 负差 3.247 3 0.213 0 59.586
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    表  2  理论计算表(A = −0.866 0)

    Table  2.   Theoretical calculation table (A = −0.866 0)

    项目圆弧半径
    Rg / mm
    模拟钢球半径
    Rs / mm
    砂轮偏心距
    Xi / mm
    接触角
    α / (°)
    标准值3.25030.216560.000
    Rg 正差、Xi 正差3.25330.219160.000
    Rg 负差、Xi 负差3.24730.213960.000
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    表  3  光学曲线磨床精度对比表

    Table  3.   Precision comparison table of optical curve grinding machine μm

    精度P-ONEGLS-150DSPG-X
    4轴定位精度≤2≤4≤4
    重复定位精度≤1≤2≤2
    最小进给精度0.10.10.1
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    表  4  修整参数

    Table  4.   Trimming parameters

    参数 数值
    工具砂轮转速 n1 / (r·min−1) 6000
    工件转速 n2 / (r·min−1) 70
    走刀速度 v / (mm·min−1) 20
    吃刀量 L / mm 0.002
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    表  5  Rg补偿值计算(A = −0.886 0)

    Table  5.   Rg compensation value calculation (A = −0.886 0) mm

    项目 Rg实际值 程序修正值R修正 补偿量
    左侧 3.252 9 3.256 2 0.003 3
    右侧 3.253 4 3.249 6 −0.003 8
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    表  6  补偿参数修正

    Table  6.   Compensation parameter correction mm

    项目 左侧 右侧
    修整前 修正后 修整前 修正后
    陶瓷砂轮圆弧半径补偿值 0.998 0 1.001 3 1.002 0 0.998 2
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    表  7  实验条件

    Table  7.   Experiment condition

    参数类型或取值
    机床型号德国 EMAG HG310复合磨床
    转速 v / (r·min−1)12 730
    进给速度 n3 / (mm·min−1)220
    加工余量 d / mm0.4
    磨削方式切入式成型磨削
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-05-13
  • 修回日期:  2024-07-13
  • 录用日期:  2024-08-13
  • 刊出日期:  2025-04-20

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