异形凸曲前刀面硬质合金插齿刀制造模型研究与应用

随着硬质合金刀具的广泛应用，硬质合金插齿刀的研究越来越受到齿轮制造业的重视。从提高新构形硬质合金插齿刀异形凸曲前刀面铲磨精度的角度出发，根据微分几何的包络理论及新构形异形凸曲前刀面硬质合金插齿刀设计模型，推导出铲磨新构形插齿刀异形凸曲前刀面的数学模型，根据制造模型成功制造出新构形插齿刀。     

新构形硬质合金插齿刀的设计模型

从提高硬质合金插齿刀构形精度和抗崩刃能力的角度出发,提出了用异形凸曲前刀面代替传统的锥形前刀面的硬质合金插齿刀新构形方法,推导出新构形插齿刀异形凸曲前刀面的通用几何模型。     

异形凸曲前刀面硬质合金插齿刀设计模型的研究

从提高硬质合金插齿刀构形精度和抗崩刃能力的角度出发,提出了用异形凸曲前刀面代替传统的锥形前刀面的硬质合金插齿刀新构形方法,推导出新构形插齿刀异形凸曲前刀面的通用几何模型。     

异形凸曲前刀面硬质合金插齿刀构形误差分析与仿真

在提出一种硬质合金插齿刀的新构形方法（异形凸曲前刀面插齿刀）的基础上，建立了切削刃的数学模型。并且对新构形异形凸曲前刀面硬质合金插齿刀侧刃构形误差进行了分析，建立了插齿刀侧刃构形误差数学模型。利用MATLAB软件对侧刃空间曲线及其构形误差进行了仿真。     

基于包络理论新构形插齿刀凸曲前刀面数学建模

提出一种以异形凸曲前刀面代替传统锥面前刀面的硬质合金插齿刀新构形方法。运用微分几何包络理论建立了新构形插齿刀凸曲前刀面、侧刃空间曲线数学模型,对插齿刀齿形误差、侧刃前角分布进行分析,并提出新构形插齿刀齿形角修正方法。根据新构形理论设计、制造出具有高齿形精度、抗崩刃的新构形硬质合金插齿刀。     

新构形硬质合金插齿刀切削刃几何角度分析

提出了一种硬质合金插齿刀的新构形方法———异形凸曲前刀面硬质合金插齿刀,对新构形插齿刀的前角、后角及刃倾角进行了分析;建立了切削刃几何角度的数学模型,与原构形硬质合金插齿刀进行了比较研究。     

插齿刀凸曲前刀面磨削方法研究

针对新构形硬质合金插齿刀凸曲前刀面的构形特点,运用空间曲面族求包络面的运动学方法和理论设计了凸曲前刀面的加工工艺方案,确定了各坐标轴的位置和运动关系,开发了插齿刀凸曲前刀面专用加工设备。针对正弦波形凸曲前刀面求解了数控加工刀位特征点并进行了砂轮加工轨迹拟合,进行了模数为5mm、齿数为21的插齿刀凸曲前刀面磨削实验,实验结果验证了所设计的加工方法及开发的机床能够满足加工要求。对21个齿前刀面进行了变参数磨削,通过对实验结果的检测与分析,得出了相对稳定的表面粗糙度区域所对应的3个砂轮转速及进给量区间。     

凸曲前刀面插齿刀的AutoCAD二次开发

采用凸曲面作为前刀面的新构形插齿刀和传统插齿刀相比能够在保证构形精度的前提下有效提高刀齿的抗崩刃能力,是硬齿面齿轮加工刀具设计方面的创新。为了实现凸曲面前刀面插齿刀的应用和推广,开发其工艺数据库和工程图纸是十分必要的。基于ActiveX Automation技术采用Visual Basic语言对AutoCAD进行二次开发,得到凸曲前刀面插齿刀软件,具备凸曲前刀面插齿刀设计参数输入、工艺参数输出和自动工程绘图功能等。     

基于CATIA软件新构形插齿刀实体建模

根据新构形插齿刀凸曲前刀面数学模型及其建模特点,将复杂凸曲前刀面上一系列点的坐标值在MATLAB中的计算结果导入excel文件中,利用CATIA软件宏命令方式自动读取excel数据点,再对这些数据进行重构,实现复杂凸曲面在软件中的精确造型,最后应用CATIA软件对新构形插齿刀整体进行实体建模。     

凸曲前刀面硬质合金插齿刀齿形精度分析

分析了锥形前刀面硬质合金插齿刀齿形误差,提出一种凸曲前刀面硬质合金插齿刀并对二者的齿形精度进行了比较。为提高硬质合金插齿刀的抗崩刃能力,需要采用负前角的特殊设计;但负前角的绝对值越大,抗崩刃能力越强,齿形精度下降越快。而硬质合金插齿刀的凸曲前刀面设计可很好地解决这个问题。     

插齿刀圆弧轨迹负倒棱误差分析及最优圆弧确定

负倒棱是提高硬质合金插齿刀强度,减少插削硬齿面时崩刃现象的有效手段,本文提出了一种采用圆弧轨迹代替渐开线的负倒棱制造方法,建立了相应的误差分析模型,并给出了最优代圆弧的确定方法。采用最优代圆弧进行负倒棱加工产生的理论刃形误差小于0.2μm,考虑实际工装的定位误差,负倒棱产生的刃形误差可以控制在1.5μm范围内。采用最优代圆弧进行插齿刀负倒棱加工可以满足加工精度要求,并降低加工成本。     

凸曲前刀面插齿刀插削温度与刀具磨损关系数值模拟

基于DEFORM - 3D软件对凸曲前刀面插齿刀插削过程进行仿真,分析插削温度对刀具磨损影响情况.结果表明,在插削刃附近温度梯度很大,温度高,相应刀具磨损量大;刀具前后刀面距插削刃相等地方的温度趋于一致;后刀面温度梯度大,相应刀具磨损量较大,即后刀面磨损较为前刀面严重;在与切屑分离的地方,温度梯度最小,虽有温度变化,但...     

An Enhanced DFM Model for Shaper Cutters

This paper presents a systematic CAD/CAM based geometric modelling technique for enhancing the manufacturing accuracy of general straight-tooth shaper cutters. The proposed modelling technique systematically computes and improves on the shape of general shaper cutters using a five-step procedure. In the first modelling step, the significant geometric parameters of shaper cutters which including tooth profile, rake and clearance angles, offsets, and backlash are estimated using criteria associated with the practical requirements and the theory of gearing, differential geometry, and motion theory. In the second modelling step, the precise cutting-edge curve model of the shaper cutter is constructed. The theoretical involute or cycloidal cutting-edge curve on the plane perpendicular to the motion axis of the shaper cutter is first computed and is then projected onto the conic surface of the shaper cutter which has both the rake and the clearance angles. In the third modelling step, the convoluted sectional profile of the diskshaped generating cutter required for producing the cuttingedge profile is established using the theory of gearing and the relative motion relationship between the grinder and the cutter in the manufacturing process. In the fourth modelling step, a simple procedure to obtain the profile shift coefficient of the shaper cutters from various given process parameters is presented. Shaper cutters of various shapes can thus be designed and produced. In the last modelling step, a practical working example for producing the precise disk-shaped generating cutter and associated shaper cutter is presented to illustrate the effectiveness of the proposed modelling approach. The results of numerical modelling indicate that the proposed approach is systematic, accurate and reliable for producing shaper cutters of various shapes.