盘刀数控加工等基圆曲线齿锥齿轮的仿真

为实现使用盘形铣刀加工等基圆锥齿轮,根据等基圆曲线齿锥齿轮的现有研究成果及传统理论,通过求解刀具的廓形坐标,生成了VERICUT仿真加工中的盘形铣刀模型。根据盘形铣刀五轴联动数控加工运动轨迹,求解了机床运动坐标。利用VERICUT软件,针对某一设计参数的等基圆锥齿轮,进行了仿真加工。结果表明,刀具模型的建立、数控加工路径的规划、运动坐标求解均正确,盘形铣刀加工等基圆齿轮可以实现。     

基于VERICUT的指形铣刀数控加工等基圆锥齿轮仿真

为了使指形铣刀加工等基圆锥齿轮的方法能够应用于实际,以等基圆曲线齿锥齿轮理论为基础,通过刀具加工路线的规划,完成了齿面及齿槽加工轨迹的求解.通过分析指形铣刀加工凸、凹面过程中的运动特点,求解了加工凸凹面转换过程中的轮坯分度角.通过指形铣刀截形坐标的求解,在VERICUT环境下生成了刀具模型.编写了数控加工程序,进行了仿真加工.结果表明,加工路线的规划、运动轨迹的求解、刀具模型的建立及分度角度的计算等均正确,为该齿轮的实际加工提供了范例.     

等基圆曲线齿锥齿轮精确三维建模

为了进一步的来分析等基圆曲线齿锥齿轮的啮合和传动特点,以等基圆曲线齿锥齿轮的特征原理为基础,研究了齿轮的齿线特性以及刀具设计的方法。通过对指状铣刀进行运动分析,建立齿轮轮坯的切齿坐标系,完成齿轮齿面方程的求解。利用MATLAB对求解出的齿面方程进行编程处理,得到等基圆曲线齿锥齿轮单个齿凹凸齿面点云数据;将齿面点云数据按照特定的规律导出DAT文件;以DAT文件为建模基础,利用三维造型软件UG生成等基圆曲线齿锥齿轮精确三维模型。通过3D打印技术打印出来UG生成的齿轮三维模型,为在通用数控机床上利用指状铣刀铣削等基圆曲线齿锥齿轮提供了理论基础。     

等基圆曲线齿锥齿轮原理

大型锥齿轮的加工在我国是一个没有很好解决的问题。针对这一现状,我们研究生产了一种新型锥齿轮——等基圆曲线的齿锥齿轮。该锥齿轮在任意点的法截面内当量齿轮基圆半径保持不变,则沿该齿线的半截面内渐开线齿形相同,该锥齿轮齿面便可以用指状铣刀用数控方法正确地加工出来。本文给出了这种齿轮的齿线方程,研究了齿线特性,指状铣刀的加工痕迹,建立了双自由度近似加工该齿轮的方法,毛坯－刀具位置关系式等。于1990年初,在沈阳重型机器厂减速机分厂,用TP801单板机和步进电机在改装的OKU35铣齿机上加工出一对等基圆锥齿轮（大端模数为25mm,中点螺旋角23.675°,齿数比28/16）。从对滚来看,接触区较为理想。     

N叶非圆锥齿轮的加工仿真研究

针对N叶非圆锥齿轮节曲线会产生不连续等问题,提出了一种新的非圆锥齿轮节曲线的设计方法,该方法有效简化了非圆锥齿轮的设计。推导了非圆锥齿轮的节锥与球面的交线方程,以该交线作为非圆锥齿轮的节曲线,以球面渐开线锥齿轮为非圆锥齿轮的产形刀具,建立了刀具的节面与非圆锥齿轮节面的数学模型,提出了非圆锥齿轮齿廓的加工仿真算法;该算法通过仿真锥齿轮刀具在非圆锥齿轮节面上的包络运动,实现了对非圆锥齿轮齿廓的加工。研究结果表明,通过对Pascal曲线锥齿轮节曲线的设计,验证了该设计方法具有广泛的适用范围;同时,该算法对于提高非圆锥齿轮齿廓的加工效率也具有实际意义,可以很好地用于齿廓产形中。     

螺旋锥齿轮数控加工中刀盘误差的补偿

在进行螺旋锥齿轮数控加工过程中,用直廓截形代替盘状铣刀刀刃理论截形所产生的偏差会影响螺旋锥齿轮齿面加工精度。针对该问题,分析了螺旋锥齿轮数控加工原理,并在此基础上建立了从刀刃到形成齿面的数学模型;依据空间啮合理论计算盘状铣刀刀刃实际截形,分析并建立了盘状铣刀刀盘半径偏差与齿面误差的关系;进一步推导出刀具实际截形误差的计算过程;最后根据螺旋锥齿轮的加工原理对刀具的误差进行了补偿计算,并对补偿结果进行了仿真实验验证,证明了该算法的可靠性。     

大模数直齿轮数控精铣削方法的研究

针对大模数齿轮加工采用盘形、指状铣刀存在着加工效率低,专用刀具造价昂贵的问题,提出了用普通铣刀数控加工大模数齿轮的方法,涉及走刀方式、走刀步长的确定、切削关键点的处理。依据提出的方法建立了齿轮毛坯与刀具运动关系的数学模型,推导了渐开线上点以及刀位点在该模型中的轨迹方程以及刀具与工件之间运动关系方程。该数学模型在齿轮参数已知的情况下能够计算出刀位点以及刀心按照齿轮渐开线齿廓运动的一系列轨迹,利用MATLAB的数据可视化功能,通过刀位点的轨迹方程计算出刀位点,依据齿轮参数绘制出齿轮基圆以及渐开线齿廓,选择合适的刀具半径绘制刀具轮廓,令刀具轮廓跟随刀位点产生一系列刀具轮廓,从而形象直观的对该数学模型进行验证,在理论上分析了该方法的可行性。     

大型风电传动齿轮成形铣削刀具刃形曲线设计

基于成形原理加工齿轮廓形的盘铣刀是生产大型风电传动齿轮的必备刀具。然而,受加工原理误差影响,传统齿轮盘铣刀只能针对特定模数和齿数齿轮进行加工,刀具通用性差。传统刀具廓形不能够保证被加工齿轮的加工精度与使用寿命,无法最大程度发挥成形铣削的原理优势。基于此建立了齿轮渐开线实际廓形曲线数学模型,分析了共轭齿条顶角相对运动轨迹,建立了齿根过渡曲线方程,依据齿根过渡圆弧空间相对位置,重构了不同形式齿廓曲线的设计方式;基于逆向投影法,以被加工齿轮的各项参数为变量,建立了刀片刃形曲线数学模型,根据刀片空间包络原理,重构了可转位齿轮盘铣刀廓形曲线设计方式;进行了齿轮齿廓及刀片刃形曲线数值分析,研究了大型风电传动齿轮齿廓曲线以及可转位齿轮盘铣刀刀片刃形曲线的主要形式,研究结果为大型齿轮廓形成型加工提供技术支持。     

介绍一种圆铣花盘

生产实践中常用弧齿锥齿轮铣刀加工弧齿锥齿轮。文中介绍了该类铣刀刀齿铣削工序所用夹具——圆铣花盘的设计原理和应用，完善了铣刀刀齿齿形面的粗加工工艺，提高了刀齿的生产效率。     

标准锥齿轮铣刀铣削圆柱齿轮的工艺

标准锥齿轮铣刀的齿形是根据锥齿轮大端当量圆柱齿轮的齿廓曲线设计的。所以能利用锥齿轮铣刀加工圆柱齿轮,但必须采用正确的铣齿工艺,才能保证齿轮的加工精度。 一、铣刀的齿形与切齿位置 齿轮铣刀精切齿面时,与齿坯的相对位置须根据铣刀齿形的设计原理确定,才能切出正确的齿形。标准锥齿轮铣刀与同模数、同刀号的圆柱齿轮铣刀,虽然是按相同基圆、相同分度圆的圆柱齿轮渐开线齿廓设计的,但两种铣刀齿形的设计方法不同。 如图所示,圆柱齿轮铣刀齿形是按齿轮齿槽曲线1设计的,齿槽的对称轴线OY也是铣刀齿形的对称     

基于通用五坐标数控机床螺旋锥齿轮NC加工研究

基于空间面共轭原理,确定齿轮切齿矢量关系,建立了螺旋锥齿轮的齿面矢量方程。利用空间坐标系的变换,确定出刀具相对工件的位置和姿态,实现刀具与工件的相对运动,从而将传统的螺旋锥齿轮机床加工调整参数转换为适合NC机床加工的运动参数,进行了五轴加工的刀具扫描体计算,在计算机上,对螺旋锥齿轮数控加工进行了仿真,给出了相应的计算和实验结果。在通过五坐标数控机床上实现螺旋锥齿轮加工,确定出螺旋锥齿轮NC加工方法。     

数控端铣弧齿锥齿轮的刀背与轮齿干涉避免方法

在五轴数控机床上端铣加工弧齿锥齿轮时,为了避免中凹盘铣刀背锥面与对侧齿面发生干涉,提出了基于刀具和齿轮结构的干涉避免方法。通过确定加工轨迹上刀背圆锥面最突出母线与对侧齿面的位置关系,保证刀具背锥面沿进给方向的法曲率小于对侧齿面法曲率,优化确定刀具边缘厚度和背锥角,实现了端铣齿面时刀背不干涉对侧齿面。最后,以一对弧齿锥齿轮副的小轮为例,通过比较虚拟加工模型和理论模型,验证了所提干涉避免方法的有效性。     

奥利康摆线齿锥齿轮铣刀盘几何结构研究

分析了奥利康摆线齿锥齿轮铣刀盘的几何结构,研究了刀齿切削刃在铣刀盘坐标系中的表示,通过坐标变换得到了刀齿在刀柄坐标系中的矢量函数。以左旋小轮切齿加工精切内刀为例构建了刀齿的几何模型。本文对研究开发摆线齿锥齿轮铣刀盘刀齿加工技术具有指导意义。     

基于Pro/E Wildfire的直齿圆锥齿轮虚拟制造

利用Pro/NC提供的数控编程功能,创建出了直齿圆锥齿轮精加工刀具轨迹,针对普通数控铣床利用普通铣刀,提出了“分块加工”的思想,改变了整体加工时的“过切”和“欠切”走刀错误现象,提高了加工精度。经过后置处理来生成直齿圆锥齿轮精加工的数控程序,并利用VERICUT软件进行加工仿真,验证了产品设计和加工的正确性。     

弧面分度凸轮的非等径数控加工自动编程

弧面分度凸轮廓形的非等径加工自动编程,能够及时有效地补偿刀具尺寸的变化,保证加工精度,降低刀具费用.文章介绍了在三轴联动数控机床上加工弧面分度凸轮时,非等径加工刀具轴线的确定、编程坐标换算和自动编程应用程序框架,并给出了非等径加工程序实例.     

盘类齿轮成形磨齿自适应加工研究

盘类齿轮端面和台阶面外圆作为基准进行定位加工时,齿轮轴线与工作台旋转轴线不重合会造成加工误差,为此,提出了一种盘类齿轮成形磨齿自适应加工方法。介绍了盘类齿轮成形磨齿自适应加工实现原理;通过采集齿轮在工作台上的关键位置坐标,拟合出了齿轮中心孔轴线在工作台坐标系的实际位置,以该轴线为Z轴建立了齿轮轴线坐标系,推导了齿轮轴线坐标系内坐标与工作台坐标系内坐标的转换公式,并计算出每个齿槽切削时砂轮需要调整的角度。齿轮加工实例计算与仿真模拟的结果表明：当齿轮装夹后中心孔轴线偏心时,通过该方法可以提高齿轮的加工精度。     

双圆弧弧齿锥齿轮的三维虚拟仿真加工

基于空间啮合原理,通过分析双圆弧弧齿锥齿轮的加工原理和加工机床的运动关系,选择GB12759-91齿形作为基本齿廓,建立了切齿啮合方程;在此基础上,得到切削刀盘参数及加工机床运动参数。基于VERICUT仿真加工软件平台,建立了三维虚拟仿真加工模型,对一对给定参数的齿轮进行了几何参数,刀具参数及机床运动参数的计算,并进行了虚拟仿真加工,验证了三维虚拟仿真加工模型的正确性。     

奥利康摆线齿锥齿轮铣刀盘刀齿刃磨方法及加工仿真

根据磨轮与刀齿型面的接触条件,提出了奥利康摆线齿锥齿轮铣刀盘条形刀五轴刃磨加工的刀位点计算方法。利用Vericut软件构建了虚拟机床模型和加工环境,进行条形刀五轴刃磨仿真,验证了刀位点和NC代码的正确性。     

圆锥样条合成矢量插补及C机能刀补

提出了圆锥样条合成矢量插补及其数控加工C机能刀补算法。建立相对坐标系,基于相对坐标系中曲线始点差分值递推计算曲线坐标值,实现圆锥样条统一插补。构建矢量圆,利用矢量圆与圆锥样条的矢量合成构建圆锥曲线等距曲线,进而实现圆锥曲线等距曲线的矢量合成插补,控制刀位点进给。在此基础上,设计圆锥曲线数控加工衔接处尖角过渡的解决方法,实现圆锥样条数控加工C机能刀补。实验证明:算法鲁棒、有效,满足工程应用需要。