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。     

小模数弧齿锥齿轮设计与加工的新方法

传统的小模数弧齿锥齿轮是在专用的小模数铣齿机上进行加工的,采用小尺寸整体普通双面刀盘,大小轮均采用双面法铣齿加工,齿面啮合质量难以控制,从根本上限制了其传动性能的提高。提出了"小轮采用双面法铣齿加工,大轮采用模具法成形加工"的小模数弧齿锥齿轮的加工新方法,并讨论了该加工方法的实施工艺及应用理论基础。结果表明:该方法的实施将有助于大幅度提高小模数弧齿锥齿轮的加工效率,降低能耗,并能取得良好的经济效益与社会效益。     

螺旋锥齿轮端铣加工刀位计算方法

针对螺旋锥齿轮在数控加工中心上加工效率低的问题,提出利用盘状铣刀对螺旋锥齿轮进行端铣的加工方法.由螺旋锥齿轮齿面及刀具的几何特征,调整铣刀与被加工齿面的相对位置,使齿面与刀具包络面的法截面相对法曲率最小,增大切削带宽,同时控制刀轴矢量调整切削深度避免加工干涉.最后将规划的加工刀位转化到数控机床轴上,利用VERICUT进行加工仿真验证该方法的可行性与正确性.     

弧齿锥齿轮硬齿面刮削加工技术综述

为了降低弧齿锥齿轮传动噪声,改善齿轮副的啮合质量,修正轮齿热处理后产生的变形以提高齿轮的工作精度,硬齿面弧齿锥齿轮精加工技术是一广受行业关注的研究对象。根据弧齿锥齿轮切削加工近年来的研究成果,分析了硬齿面弧齿锥齿轮精加工方面已经取得的进展,对弧齿锥齿轮硬齿面精加工方法进行了综述,对我国弧齿锥齿轮硬齿面刮削加工中应注意的问题进行了阐述,结合运用刮削技术进行硬齿面加工的实例,对弧齿锥齿轮硬齿面刮削过程中加工工艺的制定、刮削余量的控制、机床的选定、基准的加工等方面进行了详细分析,并对今后刮削技术在刀具材料的优化、刀盘造型的设计、数控机床的应用等方面的研究进行了展望,展现了硬齿面刮削加工技术在弧齿锥齿轮精加工中应用的广阔前景,以便为后来的齿轮工作者进行弧齿锥齿轮硬齿面刮削技术的研究提供思路。     

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.     

等高齿对数螺旋锥齿轮加工仿真

对数螺旋线作为齿向线的螺旋锥齿轮称之为对数螺旋锥齿轮,对数螺旋锥齿轮按照齿高分有渐缩齿与等高齿两类,它具有沿齿向线方向螺旋角处处相等这一显著优点。由于等高齿螺旋锥齿轮具有传动平稳性高、运转噪音低等优点,等高齿螺旋锥齿轮在我国应用越来越广泛,尤其在重型卡车中。但与一般的螺旋锥齿轮相比,其空间啮合理论较为复杂。通过研究基于UG的CAM功能,创建刀具、几何体以及程序,计算等高齿对数螺旋锥齿轮的刀具轨迹仿真,为实现齿轮的数控加工奠定基础。     

四轴联动数控刨齿机的研制

本文介绍了一种专用四轴联动数控刨齿机的工作原理及其专用数控系统的硬件和软件结构。该刨齿机能够高效率、高精度地完成按特殊要求设计的特殊齿形锥齿轮的加工。     

锥差式液压马达传动弧齿内锥齿轮模态研究

液压锥差传动机构主要用于低速、大转矩、易超载的场合.其中,用作减速的弧齿内锥齿轮外部激振力变化幅度大,有可能在额定转速内发生强烈的共振,致使齿轮过早出现疲劳破坏.基于用APDL语言自主开发的弧齿内锥齿轮建模系统建立了弧齿内锥齿轮的有限元模型,计算了具有不同腹板厚度和腹板孔的5个弧齿内锥齿轮的固有振动特性,归纳了几种基本齿轮低阶振型种类.结果表明:腹板厚度和腹板孔的大小、数量对弧齿内锥齿轮的固有频率、振型和振动应力均有影响.     

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.     

Geometric error measurement of spiral bevel gears using a virtual gear model for STEP-NC

Geometric error measurement is required to evaluate the grade of the manufactured gears. Due to the complexity of the spiral bevel gear, direct measurement with the physical part has been conducted in a very limited way. In this paper, we present an indirect measurement based on the virtual gears model (VGM), obtained by NUBS fitting of the surface points measured by CMM (coordinate measuring machine). By comparing the VGM with CAD model (soft-master model), various errors such as tooth profile error and tooth trace error can be automatically measured. The developed method is simple and robust without requiring a special measuring device, and hence it can be applied for the industrial practice as a means for measuring the tooth profile and tooth trace errors which cannot be measured by the conventional method. Further, the model-based method can be incorporated on the advanced CNC controller based on the new CAM–CNC interface scheme of STEP-NC [STEP (standard for transfer and exchange of product model data) based data model for CAM and CNC interface] as an on-line inspection module. Algorithmic details together with experimental validation results are given.     

基于自助法的弧齿锥齿轮齿面修正

为了降低弧齿锥齿轮在批量加工制造中存在的齿面偏差,提出一种基于自助法的弧齿锥齿轮齿面修正方法。以同一批次小样本弧齿锥齿轮作为研究对象,在自助法统计齿面偏差检测数据的基础上,得到大量的齿面偏差数据;利用NURBS曲面拟合方法构建齿面的均值差曲面,将它作为实际加工齿面,建立齿面偏差的数字化预控补偿模型,对它进行优化求解,得到批量齿面数控加工的机床修正参数,然后不断调整机床加工参数,实现齿面的预控修正补偿;最后对修正前、后齿面偏差作对比分析。结果表明：小轮齿面偏差比修正前降低了76.66%,验证了自助法齿面修正理论的有效性,对指导弧齿锥齿轮批量齿面修正提供了理论依据。     

曲线圆柱齿轮专用铣削加工装置设计

曲线圆柱齿轮是一种特种传动装置,其具有重合度大、无轴向力、易加工等特性,论文分析了其展成原理以及其常用的加工方法,并对单面加工和双面加工法两类加工方法进行了对比说明.对利用格里森刀盘加工曲线圆柱齿轮时的几何参数进行探讨.在分析铣削加工曲线圆柱齿轮范成运动的基础上提出了曲线圆柱齿轮专用铣削加工机床的总体设计方案与布局,并对范成加工曲线圆柱齿轮过程中各基本运动的具体实现作了详细的设计.所设计的机床能够实现加工曲线圆柱齿轮所需要的基本运动,具有较好的工程应用价值.     

高接触比螺旋锥齿面修形方法及动态特性研究

为抑制高接触比螺旋锥齿轮传动的振动,提出一种新的高阶齿面修形方法。根据高接触比螺旋锥齿轮的啮合特点,提出一种新的修形曲线,采用辅助齿面修形方法生成高阶修形螺旋锥齿轮。在考虑齿变形的情况下,计算了高阶修正弧齿锥齿轮传动的载荷传递误差和啮合冲击,在此基础上建立了降低高接触比螺旋锥齿轮传动的载荷传递误差和啮合冲击的优化模型。仿真结果表明：与二阶修形弧齿锥齿轮相比,高阶齿面修形方法不仅可以有效降低高接触比螺旋锥齿的载荷传递误差、啮合冲击和动态负载系数,而且可以提高其在全速范围内的动态性能。     

螺旋锥齿轮数控铣齿加工过程几何仿真研究

利用面相对象技术和CAD系统的三维建模功能及其ObjectARX技术，根据螺旋锥齿轮的加工原理，提出了CNC铣齿机、齿坯和刀具三维模型的构建方法以及基于全局光照明的加工环境光照计算的具体方法。利用齿坯实体模型和刀具实体模型做布尔减运算，来实现模拟工件材料的去除过程；同时，采用全局光照明模型建立了具有真实感的数控加工虚拟现实环境。实际应用表明，该系统不但实现了螺旋锥齿轮的计算机辅助铣齿，提高了加工效率，降低了加工成本；而且还提供了非常真实的仿真效果。所获仿真结果可为齿面接触分析、有限元应力分析、齿轮的数控加工等提供精确的三维几何模型。     

弧齿锥齿轮三维参数化设计

介绍了利用Pro／E复杂曲面造型及Program开发功能实现弧齿锥齿轮三维参数化设计的基本思想、方法和步骤，为弧肯锥齿轮啮合、传动、分析、加工等方面的深入研究提供了十分有用的工具和手段。     

螺旋锥齿轮双锥辊辗压成形模具设计

介绍从动螺旋锥齿轮的生产现状及缺点,提出双锥辊辗压成形螺旋锥齿轮的工艺.以某齿轮为例,给出了辗压工艺、毛坯设计方法、模具结构及其特点.通过试验锻造出合格的锻件,验证该工艺切实可行,模具设计合理可靠.     

螺旋锥齿轮磨削裂纹产生原因及预防措施综述

通过对螺旋锥齿轮在实际工况下的重要作用和结构特性分析,总结了目前国内外对齿轮表面磨削裂纹产生原因分析和预防措施改进的研究现状。通过分析得出:螺旋锥齿轮表面产生磨削裂纹的主要原因分为热处理工艺过程导致的内因和磨削加工工艺过程导致的外因。基于对螺旋锥齿轮表面产生磨削裂纹内因和外因的分析,得出螺旋锥齿轮分别在热处理和磨削加工工艺等过程中避免表面裂纹产生的预防措施。     

高精度端面齿设计与精加工研究

端面齿(鼠牙盘)具有力矩性能高、自动定心、重复精度高等特点,广泛应用在高档数控机床刀塔、回转工作台等部件之中。传统设计时采用手册中提供的近似设计方法设计端面齿,然后利用近似齿形做成盘铣刀,加工精度受到铣刀和分度头精度的限制。推导端面齿齿形的精确计算公式,并对国产数控立式磨床进行改造,为端面齿精加工提供了可行的方法。     

格林森645螺旋伞齿轮铣齿机床分度失灵故障分析与排除

文章就格林森螺旋伞齿轮铣齿机床分度机构的机械电气结构组成、工作原理以及可能出现的故障进行了分析；详细介绍了该机构分度失灵故障排除的思路与方法。     

机器学习辅助下的五轴数控铣削刀轨优化

针对铣削加工过程中刀具挠度变形的自动补偿问题,提出了一种用于五轴数控加工的刀轨自优化方法。首先,该方法从铣削加工材料去除仿真中获得工艺条件,且将计算出的切削条件与相应的形状误差测量相关联;其次,采用基于统计学习理论的支持向量回归(Support Vector Regression,SVR)来预测所产生的形状误差,并进行自优化和生成刀具路径;最后,在五轴CNC机床上进行了应用,且在两个凹腔处进行了测试。研究结果表明:该方法能够有效优化刀具路径,最大形状偏差从70μm减小到35μm,降低了50%。此外,该方法具有较好的知识可传递性。