本發明屬于螺旋內齒圈拉刀制造領域，涉及螺旋內齒圈拉刀切削齒的位置分布模式、以及齒形磨削的砂輪精確進刀位置的確定和自動化控制，具體為一種螺旋內齒圈拉刀切削齒的磨削砂輪進刀控制方法。
背景技術：
：螺旋內齒圈拉刀是實現螺旋內齒圈拉削加工的重要工具。拉刀的精度在很大程度上直接決定了內齒圈的加工質量。螺旋內齒圈拉刀穿過齒圈毛坯中的預制孔，相對于齒圈做螺旋運動直至完全切出齒圈。這個螺旋運動過程中，螺旋拉刀的切削齒逐漸地切削出內齒圈漸開線齒形及齒圈的齒頂倒角結構。螺旋內齒圈拉刀的粗切段刀齒對螺旋內齒圈的齒形進行粗切削，在每齒的漸開線廓形方向保留一定加工余量用于后續精切段的成型切削。在精切段拉削過程中，螺旋內齒圈左右側的漸開線廓型依次得到獨立成型加工。同時，如圖1所示，螺旋內齒圈拉刀采用螺旋結構容屑槽，并與螺旋內齒圈齒槽的旋轉方向相反。這樣能夠帶來一系列的優點：首先，螺旋結構的容屑槽相對于傳統的環型容屑槽能夠有利于切屑的排出；同時，螺旋結構的容屑槽保證了切削齒能夠更加連續的進入和退出齒圈的拉削，大大的減小了環型容屑槽結構中切削齒以圈為單位的進入和退出齒圈造成的大幅度拉削力波動；此外，螺旋容屑槽能夠將環型切削齒的切削刃一次性直接參與切削轉變為逐漸進入和退出切削，能夠進一步的平滑拉削力；最后，與齒圈齒形旋向相反的螺旋容屑槽，將廓型精切齒的左右側切削狀態進行了很好的改善——鈍角側和銳角側的前角都調整更加接近于正交切削——有利于更好的廓型切削質量獲取。而螺旋容屑槽結構的引入，導致了所有切削齒在軸向的分布位置不在一致，而是遵循螺旋容屑槽前刀面為基準，以多頭模式進行分布。而切削齒齒形的磨削需要精確的控制每一個切削齒的磨削范圍，以保證齒側得到完整磨削，而且不與前后有齒升量要求的齒發生干涉。同時，螺旋內齒圈拉刀的切削齒在每一頭上并非全部相等，因此每一頭的齒都需要得到準確的坐標進行磨削控制。然后，螺旋內齒圈拉刀的切削齒數量約在一萬左右，必須通過有效的自動化進行加工，人工設置參數完全無法接受。因此，對于螺旋內齒圈拉刀切削齒磨削砂輪進刀位置的精確計算和自動化控制非常的必要。技術實現要素：針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種螺旋內齒圈拉刀切削齒的磨削砂輪進刀控制方法，能夠實現對刀的自動設置，切削齒位置的精確定位。本發明是通過以下技術方案來實現：一種螺旋內齒圈拉刀切削齒的磨削砂輪進刀控制方法，包括如下步驟，步驟1，建立螺旋內齒圈拉刀切削齒的定位模式；將螺旋內齒圈拉刀按照刀體的節圓柱面繞軸線展開為一個平面，所有切削齒的位置都分布在該平面上；每一個切削齒通過一組序號(Ng，Ns，Np)進行唯一確定；其中，Ng為端面起始位置所在的容屑槽序號，Ns為端面起始位置在當前容屑槽區域內的序號，Np為切削齒沿著當前齒槽的序號；步驟2，在建立的定位模式基礎上確定切削齒(Ng，Ns，Np)的位置相對于第一頭第一齒O的坐標位置(x，a)如下，x=ugx·(Σt=1Ng-1NS(t)+Ns-1)+(Np-Ng-2)·upxa=Grot()·uga·(Σt=1Ng-1NS(t)+Ns-1)-Prot()·(Np-Ng-2)·upa;]]>其中，x為軸向位置分量，a為繞軸線旋轉分量；NS()為每一頭螺旋容屑槽包含的端面齒槽數；Grot()——為螺旋容屑槽的旋向函數，右旋為+1，左旋為–1；Prot()為切削齒的旋向函數，右旋為+1，左旋為–1；[ugx,uga]為沿著螺旋前刀面方向的OB在軸向的平移表達和繞軸線的旋轉表達；[upx,upa]為沿著切削齒廓型方向的OA在軸向的平移表達和繞軸線的旋轉表達；步驟3，對磨削砂輪的進刀進行控制；步驟3.1，將砂輪設置在當前容屑槽的對刀點(x0，a0)位置，對刀點中Ng＝0，Ns＝0，Np＝0；步驟3.2，從對刀點開始，加工當前容屑槽；對當前容屑槽中的齒槽加工時，根據由步驟2確定當前切削齒的坐標位置，按照當前切削齒的加工任務要求，執行需要的磨削動作，完成當前切削齒的加工；然后沿著齒槽螺旋軌跡向后移動一個齒的位置；重復以上齒槽加工步驟，至到當前齒槽中的所有切削齒完成加工，從而完成當前齒槽的加工；步驟3.3，砂輪按照螺旋容屑槽的旋轉方向，切換到相鄰的齒槽，重復步驟3.2，從而對當前容屑槽中端面的每一個齒槽依次加工，完成當前容屑槽的加工；步驟3.4，砂輪按照螺旋容屑槽的旋轉方向，切換到下一容屑槽對應的對刀點位置，重復步驟3.1到3.3，依次對每一個容屑槽進行加工。優選的，步驟2中，[ugx,uga]和[upx,upa]由螺旋內齒圈或拉刀的基本結構參數，通過正弦定理計算如下，ugx=mn·π·sin(π/2-βp)·sin(βg)cos(βp)·sin(π/2+βp-βg)uga=mn·π·sin(π/2-βp)·cos(βg)cos(βp)·sin(π/2+βp-βg)·Rp;]]>upx=Lg·sin(π/2-βg)·cos(βp)Nstart·sin(π/2+βg-βp)upa=Lg·sin(π/2-βg)·sin(βp)Nstart·sin(π/2+βg-βp)·Rp;]]>其中：mn為螺旋內齒圈法向模數，βp為螺旋內齒圈螺旋角，βg為螺旋容屑槽螺旋角，Lg為螺旋容屑槽導程，Nstart為螺旋容屑槽頭數，Rp為螺旋內齒圈節圓半徑。優選的，對刀設置時，設置的對刀點(x0，a0)位置等于第一容屑槽第一齒的位置O加上，砂輪對刀點和第一容屑槽第一齒的位置O之間的位置偏差。優選的，步驟3，對磨削砂輪的進刀進行程序控制，其具體步驟如下，步驟a，將砂輪設置在Ng＝0，Ns＝0，Np＝0的齒槽位置，然后進入步驟b；步驟b：如果所有容屑槽都完成加工，即Ng大于等于Nstart，則完成加工，退出；否則，進入步驟c；步驟c：如果當前容屑槽中所有齒槽都完成加工，即Ns大于等于(NST(Ng+1)-NST(Ng))，則進入步驟d；否則，進入步驟e；步驟d：砂輪按照螺旋容屑槽的旋轉方向，切換到下一容屑槽對應的Ns＝0位置，然后進入步驟f；步驟e：砂輪按照螺旋容屑槽的旋轉方向，切換到相鄰的齒槽，然后進入步驟f；步驟f：如果當前齒槽對應的切削齒都完成加工，即Np大于等于numteeth，則進入步驟e；否則，切削齒沿著齒槽螺旋軌跡向后移動一個齒的位置，并進入步驟g；步驟g：由式步驟2計算當前切削齒的精確坐標位置，然后進入步驟h；步驟h：按照當前切削齒的加工任務要求，按照精確坐標位置執行需要的磨削動作，然后進入步驟b；其中，NST()為用于對螺旋內齒圈拉刀各個容屑槽端面切削齒數量NS()進行程序維護的數組；numteeth為沿齒槽切削齒的總數。進一步，NST()的定義如下：長度為螺旋容屑槽數量+1；NST(0)＝0；NST(i)為第i頭容屑槽包含的端面起始齒數量+NST()中所有小于i的數值；NST()的計數沿著螺旋容屑槽的旋轉方向進行。與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：本發明通過建立的定位模式，無需人工對每一個切削齒的砂輪磨削坐標進行手工計算與設置，能夠通過參數化的方式實現自動精確計算。極大地降低了操作的復雜度，提高了計算效率和正確性；在新的定位模式內，螺旋內齒圈拉刀切削齒的磨削加工程序無需復雜的手工編制，能夠基于當前的參數化組織模式自動生成，大大的提高了程序的編制效率和正確性；從而能夠對每個切削齒的精確磨削以及必要的細微修正提供精確的數學基礎，極大的提高了加工的自動化和精確性。附圖說明圖1為現有技術中螺旋內齒圈拉刀結構簡圖。圖2a為螺旋內齒圈拉刀切削齒的展開分布示意圖。圖2b為螺旋內齒圈拉刀切削齒的臨近位置關系計算示意圖。具體實施方式下面結合具體的實施例對本發明做進一步的詳細說明，所述是對本發明的解釋而不是限定。針對于螺旋內齒圈拉刀的螺旋容屑槽結構和切削齒的螺旋切削方式，本發明提出了一種螺旋內齒圈拉刀切削齒的磨削砂輪進刀控制方法，能夠精確的得到磨削加工砂輪的位置，進行整體的自動化控制。步驟1，螺旋內齒圈拉刀切削齒定位模式組織：如圖2a所示，將螺旋內齒圈拉刀按照刀體的節圓柱面繞軸線展開為一個平面，這時，所有切削齒的位置都分布在該平面上，從圖中可以清晰的看到切削齒按照端面起始的位置以容屑槽劃分為各個區域。因此，每一個切削齒都可以通過——端面起始位置所在的容屑槽序號Ng，端面其實位置在當前容屑槽區域內的序號Ns，和切削齒沿著當前齒槽的序號Np——得到唯一的確定。這種切削齒的定位模式非常有利于后續切削齒位置的精確計算和程序的自動化組織實現。步驟2，螺旋內齒圈拉刀切削齒精確位置計算：由螺旋內齒圈拉刀的螺旋容屑槽和切削齒的螺旋切削方式，可以確定切削齒之間存在兩類固定的相對位置關系，如圖2b所示：沿著螺旋前刀面的OB和沿著切削齒廓型方向的OA。為了便于加工程序實現，將它們分布通過在軸向的平移和繞軸線的旋轉進行表達，分別為[ugx,uga]和[upx,upa]。由螺旋內齒圈(拉刀)的基本結構參數，可以借助正弦定理計算如下，ugx=mn·π·sin(π/2-βp)·sin(βg)cos(βp)·sin(π/2+βp-βg)uga=mn·π·sin(π/2-βp)·cos(βg)cos(βp)·sin(π/2+βp-βg)·Rp---(1)]]>upx=Lg·sin(π/2-βg)·cos(βp)Nstart·sin(π/2+βg-βp)upa=Lg·sin(π/2-βg)·sin(βp)Nstart·sin(π/2+βg-βp)·Rp---(2)]]>其中：mn——螺旋內齒圈法向模數，βp——螺旋內齒圈螺旋角，βg——螺旋容屑槽螺旋角，Lg——螺旋容屑槽導程，Nstart——螺旋容屑槽頭數，Rp——螺旋內齒圈節圓半徑。結合步驟1中切削齒的定位模式，對于切削齒(Ng，Ns，Np)，可以按照式(3)計算出它相對于第一頭第一齒O的坐標位置(x,a)，即軸向位置分量x和繞軸線旋轉分量a：x=ugx·(Σt=1Ng-1NS(t)+Ns-1)+(Np-Ng-2)·upxa=Grot()·uga·(Σt=1Ng-1NS(t)+Ns-1)-Prot()·(Np-Ng-2)·upa---(3)]]>其中NS()——為每一頭螺旋容屑槽包含的端面齒槽數；Grot()——為螺旋容屑槽的旋向函數，右旋為+1，左旋為–1；Prot()——為切削齒的旋向函數，右旋為+1，左旋為–1。這時，所有切削齒相對于第一容屑槽第一齒O的精確位置都能夠得到計算。在實際使用中，則只需要在進一步的將砂輪對刀點和第一容屑槽第一齒的位置O之間的位置偏差加入式(3)，即可完全在機床中確定切削齒的砂輪精確進刀位置。步驟3：螺旋內齒圈拉刀切削齒整體磨削加工進刀程序控制方法：考慮到在實際加工中的程序控制實現，需要對所有切削齒的磨削進行合理地組織。同時，還需要保證每一頭容屑槽上不均勻切削齒坐標的正確計算。因此，設計數組NST()對螺旋內齒圈拉刀各個容屑槽端面切削齒數NS()進行程序維護。NST()定義如下：長度為螺旋容屑槽數量+1；NST(0)＝0；NST(i)為第i頭容屑槽包含的端面起始齒數量+NST()中所有小于i的數值；NST()的計數沿著螺旋容屑槽的旋轉方向進行。示例，對于一個端面98齒且沿著螺旋容屑槽選項每一螺旋容屑槽對應端面齒數為25,24,25,24的拉刀，當設定25齒所在頭為第一頭，則有NST＝{0，25，49，74，98}。具體執行步驟如下：步驟a：將砂輪設置在Ng＝0，Ns＝0，Np＝0的齒槽位置，然后進入步驟b；步驟b：如果所有容屑槽都完成加工，即Ng大于等于Nstart，則完成加工，退出；否則，進入步驟c；步驟c：如果當前容屑槽中所有齒槽都完成加工，即Ns大于等于(NST(Ng+1)-NST(Ng))，則進入步驟d；否則，進入步驟e；步驟d：砂輪按照螺旋容屑槽的旋轉方向，切換到下一容屑槽對應的Ns＝0位置，然后進入步驟f；步驟e：砂輪按照螺旋容屑槽的旋轉方向，切換到相鄰的齒槽，然后進入步驟f；步驟f：如果當前齒槽對應的切削齒都完成加工，即Np大于等于numteeth，則進入步驟e；否則，切削齒沿著齒槽螺旋軌跡向后移動一個齒的位置，并進入步驟g；步驟g：由式(3)計算當前切削齒的精確坐標位置，然后進入步驟h；步驟h：按照當前切削齒的加工任務要求，按照精確坐標位置執行需要的磨削動作，然后進入步驟b。因此，每一切削齒的磨削程序控制能夠表示為如表1所示的程序實現。表1當前第1頁1 2 3