面齿轮高速铣削数控加工方法研究

以数控铣床高速铣削面齿轮为研究对象,根据微分几何原理和齿轮啮合原理,建立了直齿面齿轮的数学模型。基于插铣刀对虚拟仿形概念的面齿轮加工方法,进行了高速铣削加工过程中啮合点刀位的计算;通过刀具主轴进给范围和摆角范围的计算,使用UG后置处理得到刀具轨迹和程序;借助VERICUT软件进行面齿轮高速铣削加工仿真,并进行面齿轮高速铣削试验与检测,得到理想齿面与实测齿面的最大误差为0. 712μm,表明提出的面齿轮高速铣削加工方法的可行性。     

基于现代分析技术对准双曲面齿轮进行加载接触分析

基于HFT法加工准双曲面齿轮的理论,建立了齿轮副加工坐标系,得到了齿轮副的齿面、突端和齿根过渡曲面方程。通过MATLAB软件计算出齿轮副齿面的离散点,导入UG建模软件生成含齿根过渡曲面的精确三维模型,截取三齿啮合模型后导入HpyerMesh,建立有限元模型,加载后再导入AN-SYS得到了啮合齿面的接触应力分布情况,为深入进行准双曲面齿轮的加载啮合性能分析奠定了基础。     

螺旋锥齿轮切齿仿真和虚拟齿面误差检验

介绍了利用CATIA软件对螺旋锥齿轮整个齿轮进行完全自动化切齿的仿真方法,即在CATIA中通过编程输入机床的位置和运动参数,控制齿坯和刀具之间的关系,以便进行切齿仿真,实现了高精度齿面的虚拟加工。介绍了在CAT-IA中导入格里森TCA方法,得到理论齿面离散点后直接在软件中将仿真的齿面与理论齿面比较来验证齿面精度的方法,不仅可以仿真出高精度三维理论齿面与过渡曲面,还将为误差齿面的有限元分析以及研究机床的切齿误差形成原理及补偿方法(切齿调整)提供一个虚拟的三维齿面数据研究平台。     

格利森制弧齿锥齿轮的齿面曲率特性研究

根据弧齿锥齿轮加工过程,通过计算机仿真方法编程计算得出格利森制弧齿锥齿轮不同加工方法齿面的精确三维坐标点;对不同齿面坐标点进行NURBS参数化曲面拟合,得到了不同齿面的统一数学表达模型;并据此计算格利森制弧齿锥齿轮齿面的曲率,绘制了不同齿面的等平均曲率线图;并研究了加工参数调整与齿面等平均曲率线图变化之间的联系,证明了依据齿面等曲率图的变化实现对弧齿锥齿轮齿面加工误差调整以及对齿面曲率定量修正的可行性.     

以UG为平台的逆向工程数据处理技术

基于UG基础平台,应用逆向工程点云切片数据提取理论开发逆向工程模块.通过建立多个与点云数据相交截面,提取点云数据的特征边界点,再将特征点拟合成线,线拟合成面或体.实例显示该模块能有效地从散乱点云数据中提取特征点,实现在UG环境下逆向建模.该方法也解决了UG从部分逆向软件导入后数据不能编辑、修改的问题.     

基于UG/Open的球面渐开线弧齿锥齿轮参数化精确建模

将球面渐开线理论应用于弧齿锥齿轮的建模中,创建了球面渐开线齿面形成的基本原理。从弧齿锥齿轮齿面的精确形状出发,求解出了组成齿轮大小端面齿廓的各部分曲线及齿线的参数化方程表达式,并对过渡圆角曲线部分作了优化的推导和处理。以UG为二次开发平台,运用UG/Open GRIP语言完成由端面齿廓曲线沿齿线扫略的球面渐开线参数化精确建模。根据二次开发所输出的齿轮模型提出有关齿面重构的优化方案,并再次运用UG/Open GRIP语言完成其程序编制,以便为球面渐开线弧齿锥齿轮的设计和加工提供条件。     

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。     

基于计算机数字控制弧齿锥齿轮加工机床的准双曲面齿轮的制造

基于五轴联动数控铣齿机的概念模型,提出一种新的加工准双曲面齿轮主动设计齿面的切齿原理.推导出相应的切齿啮合方程、工件齿面二阶参数展成控制方程和工件齿深控制方程,并给出机床运动函数、刀盘中心速度以及刀尖半径的具体求解方法.在求解过程中,不涉及刀盘中心加速度以及更高阶运动参数的计算,可简化求解过程.使用该切齿原理进行切齿时,可在有效保证齿深的前提下,在切齿加工过程中实现对沿工件齿面设计接触迹线切矢和切齿接触线切矢两个方向上齿面二阶参数的精确控制.同时,该切齿加工理论还可以推广到其他多种复杂点啮合齿面的加工过程中.     

点蚀缺陷对面齿轮接触应力影响的有限元分析

以直升机传动系统面齿轮作为研究对象，采用UG和Catia软件建立含球型缺陷的面齿轮实体模型，采用有限元加载接触分析(Loading Tooth Contact Analysis, LTCA)方法，得到了缺陷在齿面不同位置时齿面的接触应力、最大接触应力点的位置以及最大接触应力值在不同位置的分布规律。结果表明，点蚀缺陷的出现可使齿面最大接触应力增加约21%,缺陷靠近接触轨迹线内侧和齿顶时，缺陷附近的最大接触应力大于其他位置，最大接触应力点出现在坑洞的中部或上部且随接触轨迹线左右分布，缺陷附近的最大接触应力随缺陷半径增加而逐渐变大，缺陷深度对接触应力的影响较小。     

MATLAB与UG实现复杂型面数控加工技术的研究

在当前的数控加工技术中,三轴数控加工技术已得到普遍应用且已相对的成熟。但随着五轴加工技术的发展与推动,五轴加工技术所拥有的高效率,短周期,高质量,低成本等优越性逐渐凸现出来,是一种重要的加工技术。在工件加工过程中,工件3D模型的建立是数控加工中至关重要的环节。对类似于马鞍这种具有复杂型面的工件,通过MATLAB软件对鞍形曲面数学模型进行编程运算,生成数学模型的关键点。将关键点以dat的格式导入UG中,并利用UG中通过点生成面的命令完成鞍形曲面精确的三维实体模型的建立。在工件模型的基础上,进行数控加工工艺路线的规划及仿真,实现了MATLAB、UG相结合的数控加工方法,大大缩短了复杂型面数控加工的生产周期。     

ZK双导程蜗杆螺旋面方程

ZK双导程蜗杆传动可以方便地调节蜗杆与蜗轮间的啮合侧隙,而且体积小、结构紧凑、精度高,因此在分度机构中得以广泛运用。以ZK双导程蜗杆实际加工过程为基础,运用啮合原理求解蜗杆面螺旋方程,通过单一求解右齿面螺旋方程,展现详细推导过程。并以实际磨削加工过程来确定方程参数。利用方程通过坐标点也即Z轴平移的方法,将蜗杆左右齿面螺旋方程统一于同一坐标系中,完成其蜗杆螺旋面的整体方程,为今后进一步研究做好前提工作。     

面齿轮新型齿面结构弯曲强度计算机仿真分析

面齿轮的弯曲强度是影响面齿轮疲劳寿命的主要因素.提出了面齿轮齿根过渡部分为光滑曲面的一新型齿面结构,给出了应用插齿刀的齿顶圆角生成面齿轮过渡曲面的方法;建立了刀具齿顶圆角的法面方程,经坐标变换,导出了被切削面齿轮光滑过渡曲面的方程;利用数字齿面的方法,分别建立了刀具齿顶尖角和圆角两种结构所生成面齿轮的有限元模型并进行了...     

小模数弧齿锥齿轮的三维建模与应用分析

针对小模数弧齿锥齿轮,提出了一种新的加工组合:小轮采用传统的双面法铣齿加工,设计大轮齿面加工参数,控制大轮的两齿面分别与小轮齿面相配。根据以上加工方法,设计小模数弧齿锥齿轮良好啮合的齿面加工参数,并创建齿轮副的精确三维模型。在UG软件环境下,可以完成齿轮副的虚拟装配、干涉检查。设计的小模数弧齿锥齿轮的齿面可以保证齿面的良好啮合,完成的三维模型可以应用于小模数弧齿锥齿轮的模具成型加工。     

基于Surfacer和UG的机电产品反求设计

应用Surfacer和UG软件，对反求工程中基于NURBS的曲线、曲面重构进行了研究。结合实例，讨论了从点云数据到实体生成具体实现的方法，并提出由多个面沿某方向构建点云-由点云构线-最后同时构面的思想。     

直齿锥齿轮有限元映射网格自动生成与应力分析

直齿锥齿轮齿面的加工误差或者微米级的齿面的设计修形量就能改变了直齿锥齿轮的齿面啮合性能。因此,建立精确的齿轮有限元模型是准确分析齿面啮合性能的关键。进行研究了精确的直齿锥齿轮有限元映射网格的建立方法。通过建立齿面刨齿展成加工法的数学模型,精确计算齿面点坐标构造节点。在旋转投影面划分网格,并将其映射到齿面上构建六面体八节点单元,这种直齿锥齿轮轮齿有限元模型可通用于有限元分析软件。将建立的有限元模型信息导入到ANSYS中进行齿面应力分析,计算得到的齿根弯曲应力与经验公式对比,结果基本一致。     

基于三坐标的弧齿锥齿轮齿面误差测量与评定

根据弧齿锥齿轮的特点,给出一种基于三坐标测量的弧齿锥齿轮齿面误差测量与评定的方法.首先利用UG建立其三维实体模型,以此作为齿轮齿面误差检测与评定的理想要素;然后用三坐标测量机对实际齿面上的网格结点进行测量;再将三坐标测量机所采数据点导入到UG,利用实际齿面与理论齿面之间的偏差拟合出差曲面,以此反映弧齿锥齿轮的齿面误差....     

基于UG的径向珩轮齿面造型分析

径向珩轮齿面形状异常复杂,难以用解析法精确描述,实现修磨量的解析计算比较困难。因此通过三维建模软件UG/NX实现了对工件齿轮的的参数化建模,确立工件齿轮与珩轮毛坯的空间位置关系,仿真径向珩轮的加工过程,成功得到了径向珩轮的精确实体造型,最终得到单个轮齿齿面的修磨量。通过分析得出结论:在齿宽中部处修磨量最大,并且越往齿宽边缘修磨量越小,并且修磨量数据基本呈现关于齿宽中面对称;齿廓修磨量随着半径的的减小而减小,说明得到的径向珩轮齿廓曲线已不是渐开线,而是越靠近齿根处齿厚越大,这样能够提高珩轮刀具的强度和寿命。上述研究为径向珩轮的加工制作奠定了基础。     

基于MasterCAM的汽车轴承座模具数控加工

以某重型汽车轴承座模具的凹模加工为例,分析了该模具的加工工艺,叙述了该模具的结构特点,在UG软件中剖析了通过提取型面方法得到模具的过程,总结了将数字模型在不同软件中进行转换的技巧,详细介绍了该模具在MasterCAM软件中的自动编程与仿真加工过程。实际加工证明,该模具的数控加工工艺合理,基于MasterCAM软件进行加工编程的方法可行,该方法缩短了模具制造周期,确保了模具加工质量,对同类模具的数控加工具有实用参考价值。     

基于预定啮合特性的点啮合齿轮的CNC制造技术研究

针对当前螺旋锥齿轮技术不能充分利用数控机床的万能运动功能,保证点啮合齿面在整个传动过程中获得预定的啮合特性这一不足,论述经典齿轮啮合模型的一个反问题的数值解法：由给定加工刀具和加工目标齿面的几何结构确定加工刀具相对工件运动的齿面啮合问题的数值逼近方法——曲面的包络逼近原理。提出一种在Free-form型五轴联动数控机床上按预定齿面结构要求加工点啮合齿面的新方法,与以往介绍的加工方法不同,新方法加工的齿面与加工目标齿面沿预定的接触迹线具有二阶切触,完全满足设计所要求的预定的点啮合齿面的啮合特性,而在齿面的其他区域,该方法展成的齿面能以最小偏差逼近加工目标齿面。最后,以一个实例说明所提出方法的可行性和精确性。     

刚支时弧齿锥齿轮齿面啮合迹的确定

以弧齿锥齿轮的齿面网格点为基础 ,采用双三次样条法对其加密细化 ,并求出齿面基点处的法线 ;将大轮经平移和旋转 ,使两轮的齿面基点重合 ,基点处的齿面法线共线 ;在大轮齿面的基点处建立局部坐标系 ,将相对于齿轮坐标系中的齿面网格坐标 ,都转换到这一坐标系中 ,以检验齿面是否存在曲率干涉 ,出现曲率干涉时 ,则通过调整齿轮加工参数将其消除 ;又在大轮上选取三个齿面角点用以建立另一齿面坐标系 ,计算两轮齿面在这一坐标系中的最小间隙 ,通过调整齿轮转角 ,得到齿面的啮合点 ;将两齿轮绕各自轴线转动 ,最终在轮齿齿面上求得啮合点的轨迹——啮合迹。