弧齿圆柱齿轮铣齿机的研制

在研究弧齿圆柱齿轮展成基本齿条及切齿方法的基础上,提出了弧齿圆柱齿轮切齿加工的双工位单面双铣加工方法。基于旋转刀盘加工原理,建立了弧齿圆柱齿轮齿面方程。基于双工位单面加工思想,设计了专用弧齿圆柱齿轮铣齿机,经过切齿加工验证,该机床具有加工效率高、可靠性高等优点。     

基于PowerMill的弧齿锥齿轮在五轴数控机床上的加工研究

目前对于单件、小批量弧齿锥齿轮的加工,需要齿轮专用机床或数控弧齿锥齿轮铣齿机,该类机床存在加工对象窄、加工范围有限、单件生产成本高等局限性;对于一些特殊参数的不完全齿或应用在某些特殊场合的弧齿锥齿轮,无法在专用机床上加工。针对上述问题,提出在五轴数控机床上完成弧齿锥齿轮加工,指出了问题,并给出解决方案;实现了UG环境下弧齿锥齿轮的数字化建模,在Power Mill软件下生成弧齿锥齿轮的刀具路径且后置处理生成NC代码,并在VERICUT环境下进行仿真与效验,最后在五轴数控机床DMG_DMU50V上完成零件加工。经锥齿轮检查机检测,用五轴数控机床加工弧齿锥齿轮能满足设计要求,适合于单件或小批量生产。     

弧齿锥齿轮加工宏程序实现技术

论文在527铣齿机三轴数控系统研制实例基础上,重点阐述了数控弧齿锥齿加工程序的原理和工艺卡宏程序编程方法;并讨论了相关问题,给出了相应的解决方案。同时,也对普通机械式铣齿机进行数控改造提供了一种可行模式。     

弧齿锥齿轮加工系统的几何仿真研究

针对弧齿锥齿轮加工系统的几何仿真,根据切齿理论与啮合原理创建某弧齿锥齿轮加工系统几何仿真模型,利用运动规律函数控制加工仿真系统,获得弧齿锥齿轮的仿真齿面,该齿面与理论设计齿面相一致,为分析具有误差的数控机床加工弧齿锥齿轮的几何仿真奠定了基础,并为弧齿锥齿轮加工系统的仿真提供了新思路。     

弧齿锥齿轮齿顶倒棱锥形砂轮加工方法研究

为了实现弧齿锥齿轮齿顶倒棱高效加工,提出一种基于锥形砂轮的倒棱方法。建立弧齿锥齿轮和锥形砂轮的实体模型,以砂轮沿垂直于面锥方向切入最大深度为原则,采用实体接触分析方法,确定砂轮与齿轮的空间运动关系。基于空间运动关系完成倒棱仿真加工,仿真结果表明:该方法可同时加工两侧齿顶,加工效率较高且在通用五轴加工中心上即可实现。为了评价倒棱效果,提出一种倒棱效果的定量测量方法,在倒棱仿真模型上选定的多个测量位置,测量倒棱效果并与理论模型进行比较,依据比较结果可确定砂轮锥角的优化值。     

弧齿锥齿轮齿面点坐标求解及模型建立

通过分析弧齿锥齿轮加工方法,根据共轭曲面求解原理和弧齿锥齿轮啮合以及旋转投影原理,建立弧齿锥齿轮齿面模型。采用iSIGHT优化设计软件,利用连续二次规划和混合整数最优算法,计算弧齿锥齿轮齿面点的三维坐标,在MATLAB和Pro/E中建立弧齿锥齿轮齿面三维曲面仿真模型,为弧齿锥齿轮数控加工机床精度设计提供了一定的参考依据。     

数控机床上切制弧齿锥齿轮时压力角修正

提供了数控机床上加工弧齿锥齿轮凸凹面时实现压力角修正的理论根据，提出了特定规律切头运动方程，应用改变齿轮副传动比的方法，数控机床招待机构按程序实现运动修正齿轮压力角。     

弧齿锥齿轮成形加工切削力理论模型

针对弧齿锥齿轮成形法中切削力计算的问题，提出了一种理论计算方法，将铣齿过程中的复杂状况转化为力学模型，并对力学模型进行求解。首先，结合弧齿锥齿轮成形法加工状况，采用斜角切削理论推导出弧齿锥齿轮微观切削力模型；其次，分析成形法加工弧齿锥齿轮中的切削面积，结合弧齿锥齿轮微观切削力模型计算出弧齿锥齿轮成形法切削力；最后，计算一定工况条件下的切削力。计算结果与仿真、实验数据具有较好的一致性，表明理论模型适用于弧齿锥齿轮成形法切削力的预测，并且大幅缩短了计算时间。     

弧齿锥齿轮齿面淬火的轨迹规划研究

多工序复合加工制造技术是提高齿轮加工精度的有效技术方法。为了实现弧齿锥齿轮在一次装夹中完成铣削、热处理、磨削及精度检测的复合加工制造,对直径2 500 mm的大型弧齿锥齿轮的热处理技术进行了研究。根据机床结构特点和热处理工艺分析,确定采用激光表面淬火对弧齿锥齿轮进行表面热处理;区别于直齿轮齿面激光淬火的单一淬火扫描路径,提出了一种适用于大型弧齿锥齿轮齿面激光表面淬火路径规划的方法,应用此方法计算出齿轮淬火扫描路径并进行仿真试验,结果验证了该方法的可行性,可应用于弧齿锥齿轮表面激光淬火的生产实践中。     

弧齿锥齿轮齿顶线自动倒角设备研究

通过分析弧齿锥齿轮倒角加工原理,研究弧齿锥齿轮齿顶线倒角的简单加工方法,采用“数控＋仿形”的设计思想,提出了弧齿锥齿轮齿顶线倒角的加工方案,为解决当前手工加工弧齿锥齿轮齿顶线的倒角问题奠定了基础。     

成形法螺旋锥齿轮硬齿面高速铣削的可行性研究

由于成形法螺旋锥齿轮的大轮具有直齿廓且齿数多,磨齿加工的效率低,因此,考虑对其采用高速切削加工的方法.经论证表明,选择合适的夹具、机床与刀具可以实现成形法螺旋锥齿轮硬齿面的高速铣削,实现＂以铣代磨＂,可提高加工效率.     

基于锥形铣刀的渐开线齿轮两轴仿形倒角计算与加工

圆柱齿轮的加工毛刺与运输磕碰会对齿轮副的传动性能产生重要影响。对圆柱齿轮齿廓倒角加工技术进行研究,构建齿廓倒角加工的数学模型,基于仿真软件构建机床模型,编写加工程序完成齿廓倒角的仿真与分析。以此为基础,在铣齿机上完成了倒角加工实验,验证了齿廓倒角加工技术的可行性,为工业生产中渐开线齿轮齿廓倒角加工提供了新的解决方案。     

八轴五联动加工中心几何仿真环境构建方法研究

通过分析几何仿真环境的功能需求,设计了几何仿真环境的结构。以某公司生产的1台八轴五联动镗铣加工中心为原型,分析机床的几何约束关系和运动关系,构建机床模型、控制模型与测量分析模型,建立了具备现实机床系统全部功能、特征和行为的几何仿真加工环境。实际应用表明：构建的仿真环境能真实反映机床的静态特征和动态特征,在该仿真环境中进行仿真测量分析,能有效保证产品加工质量和机床安全性。所提的几何仿真环境构建方法为构建其他类型多轴加工几何仿真环境提供技术支持和参考。     

基于VERICUT的数控成形磨齿加工仿真

在数控机床研发阶段引入加工仿真可以检验机床的结构设计,验证数控加工程序,缩短开发周期.通过分析一种数控成形磨齿机床的结构和运动,基于齿轮啮合原理推导了砂轮与螺旋面之间的接触线方程,建立了计算砂轮廓形和机床运动参数的数学模型.基于VERICUT软件平台,建立了精确的砂轮修整和磨齿加工仿真模型,并设计了完整的加工仿真流程.在此基础上,针对一个渐开线斜齿轮,实现了砂轮修整和磨齿的加工仿真.结果表明这种数控成形磨齿机床能够满足功能要求,结构设计是合理的.比较了仿真结果与理论模型之间的误差,证明数控加工程序和加工仿真模型是正确的,并且精度都很高.     

基于SolidWorks齿轮复合加工机床仿真系统研究

为研究齿轮复合加工机床的运动规律,验证NC代码的正确性并直观地模拟加工过程,对齿轮复合加工机床进行结构分析,建立机床运动学模型。基于SolidWorks2013平台,运用COM组件技术针对机床的核心功能开发了齿轮复合加工机床数控仿真系统。利用位姿矩阵原理以及分段处理技术实现了机床五轴联动控制和齿轮加工仿真。实例表明:该方法简单、可靠;开发的仿真系统能够满足实际的需求。     

Sculptured surface machining of spiral bevel gears with CNC milling

Gears are crucial components for modern precision machinery as a means for the power transmission mechanism. Due to their complexity and unique characteristics, gears have been designed and manufactured by a special type of machine tools, such as gear hobbing and shaping machines. In this paper, we attempt to manufacture the spiral bevel gear (SBG: the most complex type among the gear products) by a three-axis CNC milling machine interfaced with a rotary table. This consists of (a) geometric modeling of the spiral bevel gears, (b) process planning for NC machining, (c) a tool path planning and execution algorithm for both 4-axis and 3/4-axis (three out of four axes) controls. Experimental cuts were made to ascertain the validity and effectiveness of the presented method with a CNC milling machine controlled by the 3/4-axis control mode.     

在Y631K花键轴铣床上滚切齿轮的加工技术及其应用

Y631K花键轴铣床与普通滚齿机具有相似传动系统,通过将滚齿刀安装在花键滚刀轴上,并添置交换齿轮,可以达到滚切齿轮的目的.应用该技术可以拓宽花键轴铣床的加工范围,提高机床使用效率.     

螺旋锥齿轮并联加工的奇异分析

简要叙述了大直径、大模数螺旋锥齿轮的并联加工方法;讨论了齿轮加工过程中,机床运动与杆长的关系;以两个典型齿轮为例,以雅可比矩阵为判别公式,考察了加工过程中的奇异,并且编写了仿真程序;最终给出了杆长变化范围.     

Virtual High Performance Milling

The goal of future manufacturing is to design, test and manufacture parts in a virtual environment before they are manufactured on the shop floor. This paper presents a generalized process simulation and optimization strategy for 2 1/2 axis milling operations to increase Material Removal Rate (MRR) while avoiding machining errors. The process is optimized at two stages. Optimal spindle speed, radial and axial depth of cut are recommended to process planner by considering the chatter, and spindle's torque/power limits. The cutter-part engagement conditions are extracted from CAD system by geometrically processing the NC program and part geometry. Long tool path segments are broken into smaller segments whenever the geometry varies. The spindle speed and feed fields of the NC program are automatically optimized by constraining maximum torque, power, tool deflection and chip load set by the user. The acceleration and speed limits of the machine tool feed drives are considered to prevent frequent variations of the feed unnecessarily. The optimization is experimentally verified by milling a helicopter gear box cover on a high speed, horizontal machining centre.