基于VERICUT虚拟五轴联动机床仿真加工螺旋锥齿轮圆角研究

螺旋锥齿轮是机械传动的重要零件,传统的螺旋锥齿轮圆角表面的加工主要是依靠人工打磨方式进行,导致零件加工效率低、工作强度大、零件表面质量无法保证等问题。针对上述问题,提出了应用虚拟五轴联动机床,借助UG软件的CAM功能对螺旋锥齿轮数控加工的自动编程。通过UG精度检测、仿真加工无干涉、无碰撞后生成CLS刀位文件,经过专用后置处理得到NC程序,最后在VERICUT五轴加工中心进行模拟仿真加工螺旋锥齿轮圆角。该方法保证加工过程中无干涉、无碰撞等问题,走刀轨迹符合设计的螺旋锥齿轮表面曲面形状,圆角整个加工过程曲面光滑,验证了五轴加工中心加工螺旋锥齿轮圆角表面方法的可行性和正确性。为实际加工提高零件表面精度、降低人工劳动强度和提高工作效率提供了理论借鉴。     

在螺旋锥齿轮数控磨齿机上磨成形法加工的齿轮

半展成法是加工螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮的有效方法。螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮数磨齿机是一种新机床,将齿轮加工所需全部运动用六坐标数控来实现。本文研究了如何在这种高科技机床上再现并改进传统加工方法.     

刀倾半展成法在螺旋锥齿轮数控铣齿机上的实现

刀倾半展成法是加工螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮的有效方法。螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮数铣齿机是一种新机床,将齿轮加工所需全部运动用6坐标数控来实现。本文研究了如何在这种高科技机床上再现传统加工方法。     

在数控磨齿机上螺旋锥齿轮及准双曲齿轮刀倾半展成法的实现

刀倾半展成法是加工螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮的有效方法。螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮数磨齿机是一种新机床，将齿轮加工所需全部运动用六坐标数控来实现。本文研究了如何在这种高科技机床上再现并改进传统加工方法。     

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。     

在螺旋锥齿轮数控铣齿机上刀倾半展成法的实现与改进

刀倾半展成法是加工螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮的有效方法，螺旋锥齿轮和准双面龄轮数控铣齿机是一种新机床，将齿轮加工所需全部运用用六座标数控来实现，本文研究了如何在这种高科技机床上再现并改进传统加工方法。     

含过渡曲面的准双曲面齿轮精确三维几何建模方法

针对用HFT(hypoid gear formate tilt)法加工的准双曲面齿轮,根据齿轮的实际加工过程和啮合原理,通过传统机床各运动部件的齐次坐标变换,推导了齿面方程和过渡曲面方程,得到准双曲面齿轮齿面精确数学模型的解析表达式。另一方面用商用软件CATIA通过虚拟制造方法,模拟齿轮加工过程,得出齿面和过渡齿面的包络曲线族,对包络曲线族进行曲面拟合得到含有过渡曲面的准双曲面齿轮的三维几何模型。比较虚拟加工得到的齿轮三维几何模型和MATLAB中计算出的理论齿面离散点,分析结果表明:笔者给出的建立螺旋锥齿轮精确三维几何模型方法正确有效。     

螺旋锥齿轮双重双面法多轴联动数控加工计算机仿真研究

研究了双重双面法多轴联动数控加工螺旋锥齿轮的计算机仿真构建齿轮几何模型问题,在CATIA V5平台下使用VB6．0开发出加工仿真系统,系统能动态显示加工过程,能自动生成加工后的螺旋锥齿轮三维实体模型。取YH603螺旋锥齿轮数控铣齿机的具体结构和对应的机床参数与一对实际的加工齿轮参数。用开发的仿真系统进行了螺旋锥齿轮双重双面法加工仿真,仿真结果与实际加工出的齿轮吻合良好,为螺旋锥齿轮的虚拟加工的实现提供了一种方法。     

螺旋锥齿轮噪声预测与降噪方法研究

本文以准双曲面齿轮和弧齿锥齿轮为研究对象,在空载或轻载条件下,通过轮齿接触分析（ＴＣＡ）方法,在计算机上模拟轮齿接触的状况,揭示出准双曲面齿轮和弧齿锥齿轮噪声产生机理,提出了准双曲面齿轮和弧齿锥齿轮噪声预测方法,并编制了相应的计算机程序。     

弧齿锥齿轮柔性加工的研究

突破传统齿轮加工方法,采用通用加工设备——五轴加工中心来完成弧齿锥齿轮的齿面加工,解决了专用设备加工精度不高、周期长等问题,实现了异形齿轮的柔性加工。从加工工艺流程安排、齿轮三维模型的建立、多轴加工刀路的编制及后处理的定制和模拟仿真几个方面,对齿轮的柔性加工进行全面的论述。该方法提高了异形齿轮的加工精度,缩短了齿轮的加工周期,一定程度上提高了数控设备的利用率。     

弧齿锥齿轮双重螺旋法切齿原理及齿面接触分析研究

弧齿锥齿轮双重螺旋法具有高效、可实现干切削的特点,是Gleason制弧齿锥齿轮的先进加工方法。为揭示双重螺旋法的切齿原理,以大轮成形法加工的弧齿锥齿轮双重螺旋法为研究对象,以啮合原理和微分几何学为基础,根据刀盘、机床、工件之间的运动位置关系,利用矢量法、基于齿面3个参考点建立切齿数学模型,推导机床调整参数的计算过程;然后,以齿槽中点作为参考点,修正弧齿锥齿轮副的齿坯几何参数;另外,以小轮产形面方程代替其共轭齿面方程,提出新的齿面失配设计新方法,与传统方法相比简化计算过程。以一对7×43的准双曲面齿轮副为例进行设计计算和切齿加工,齿面接触分析与滚动检查结果验证所提出的双重螺旋法切齿原理的正确性,并根据该切齿原理开发弧齿锥齿轮双重螺旋法的设计软件,为该方法在国内的推广提供理论基础与技术支撑。     

准双曲面变性法小轮数控铣齿全程加工仿真

推导了准双曲面齿轮小轮数控变性法铣齿加工各数控轴的运动表达式,在VERICUT环境中,以一对准双曲面齿轮副的小轮为例,建立其数控铣齿模型,利用SIMENS数控系统中的计算参数R编制通用的小轮粗切和变性法精切的数控程序,进行了包括粗切和变性精切的小轮加工全过程仿真。     

螺旋锥齿轮数控加工3维仿真研究

在分析了螺旋锥齿轮数控加工原理后，采用面向对象技术和计算机辅助设计系统中的3维建模功能，提出了CNC铣齿机床、齿轮毛坯和盘铣刀3维几何模型的具体构建方法；利用简化的齿轮毛坯实体模型和盘铣刀实体模型做布尔减运算，来实现模拟工件材料的去除过程；最终给出的加工仿真实例和实际加工结果，验证了加工仿真方法的正确性。所获得的仿真结果可为齿面接触分析、有限元应力分析和齿轮的数控加工等提供了精确的3维实体模型。     

弧齿锥齿轮成形三维虚拟仿真研究

通过分析弧齿锥齿轮加工原理及加工机床的结构和运动关系,并基于空间啮合理论,建立了刀刃锥面方程和啮合方程,应用图形变换原理,推导了弧齿锥齿轮NC机床运动参数的计算方法。基于VERICUT软件平台,建立了弧齿锥齿轮NC机床模型及弧齿锥齿轮三维虚拟仿真加工模型,对一对具体的弧齿锥齿轮进行了几何参数、刀具参数和NC机床运动参数的计算,并在VERICUT环境下进行了虚拟仿真加工,验证了弧齿锥齿轮NC机床模型及三维虚拟仿真加工模型的正确性。     

螺旋锥齿轮动力学研究方法及进展

论述了螺旋锥齿轮动力学研究的三种主要方法，即加载接触分析（LTCA）、解多维非线性方程组的方法，以及加载接触分析与周向振动模型结合的仿真分析方法。介绍了这些方法的优缺点，并提出了研究螺旋锥齿轮动力学的若干关键技术。阐述了实际设计制造工程中螺旋锥齿轮动力学研究的任务。     

一种螺旋锥齿轮建模方法介绍

推导了弧齿锥齿轮的各段曲线在球面坐标下的数学表达式,介绍了Pro/E环境下实现弧齿锥齿轮三维参数化造型的方法及步骤.三维模型的创建为弧齿锥齿轮的动态仿真、干涉检验、有限元分析及NC加工奠定了基础.     

基于新息优化模型GM(1,1,α)的螺旋锥齿轮磨削加工表面粗糙度预测

影响螺旋锥齿轮磨削加工表面粗糙度Ra值的因素众多且很多不明确,该Ra值的预测属典型的灰色问题。本文根据新息优先原理,通过改变GM(1,1,D)的边界条件和白化背景值z(1)(k)的选取方式,得到新息优化GM(1,1,α)模型。实验证明,用新息优化GM(1,1,α)模型预测螺旋锥齿轮的磨削加工表粗糙度可获得平均相对误差小于1%的高精度预测结果。     

弧齿锥齿轮数控加工主动控制方法研究

以弧齿锥齿轮数控加工原理为基础,阐述了齿面啮合需要满足的一阶接触条件和二阶接触条件,建立了以工件齿轮转角为参数,表示铣齿刀盘中心运动与工件齿轮旋转运动关系的切齿加工运动函数。将该运动函数运用于自主开发研制的弧齿锥齿轮数控铣齿机中,实现了对弧齿锥齿轮数控铣齿加工的主动控制。最后通过实例验证了这种控制方法的可行性和有效性。     

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。