弧面凸轮两旋转坐标联动机床非等价加工误差分析

针对利用专用两旋转坐标联动机床加工弧面凸轮产生的加工误差,采用空间啮合原理和旋转变换张量推导了凸轮的理论廓面方程和加工后的实际廓面方程,并利用二元函数非线性方程牛顿迭代法计算出实际廓面法线和理论廓面交点,计算出凸轮廓面误差。误差分析结果显示在停歇段没有误差,在分度段随着凸轮廓面曲率的增大,误差增大;在滚子和凸轮的整个接触线上,离分度盘中心越远,误差越大。     

弧面分度凸轮五轴非等价加工研究

通过分析弧面分度凸轮的啮合原理,结合五轴数控机床的结构特点,采用坐标变换的方法推导出五轴数控机床等价加工弧面分度凸轮的刀位控制方程。在此基础上,根据中点偏置原理推导了刀位补偿加工的刀具偏置方向及偏置量,最终得到了弧面分度凸轮非等价加工的五坐标刀位控制方程,并可以通过编程计算出弧面凸轮的加工数据,实现弧面分度凸轮的五轴非等价加工。     

一种全新的弧面凸轮廓面修形方法

针对现有弧面凸轮廓面修形方法存在的不足，提出了一种全新的弧面凸轮廓面修形方法，并对该修形方法进行了理论分析与加工实践。采用弧面凸轮非工作面避让原则以防止分度段凹槽两侧廓面同时与滚子啮合，加厚分度停歇段凸脊以消除轴承与滚子内游隙，多滚子啮合时使压力角小的滚子优先参与啮合以提高传动效率，通过以上措施，有效地保证了孤面凸轮分度段的实际工作廓面与理论设计廓面、实际中心距与理论设计中心距的一致性，改善了弧面凸轮机构的装配性能、分度精度与传动效率，有效地消除了弧面凸轮机构可能存在的干涉现象。     

自动换刀机构弧面凸轮建模与造型分析

针对自动换刀机构中弧面凸轮工作廓面设计加工困难,分度期轮槽两侧廓面同时与滚子啮合的问题,以某加工中心的弧面凸轮为例,分析了弧面凸轮与分度盘的运动及位置关系,推导并修正了弧面凸轮的轮廓曲面数学方程;采用分段建模的方法,在Pro/E中编程分别创建弧面凸轮分度期、停歇期的各轮廓曲线簇,通过线面实体化造型,实现了弧面凸轮的精确建模。结合弧面凸轮廓面性能分析和加工实例,验证了该模型满足设计与加工要求,为提高其数控磨削加工精度提供了技术支持。     

基于特征线的弧面分度凸轮廓面快速测量方法研究

弧面分度凸轮的工作廓面为复杂的空间不可展曲面,很难采用常规的方法进行测量与评价。通过分析弧面凸轮廓面的特征,结合等距曲面的特点,提出了一种基于特征线的弧面分度凸轮廓面快速测量方法。通过三坐标测量机搭配精密转台构成测量系统,对弧面凸轮工作廓面的特征线进行测量,提高了测量速度,直接对弧面凸轮等距模型轮廓度误差进行评定,避免了测头半径补偿;通过实验验证了测量方法的可行性,对实验结果进行了分析处理,达到了实际需求。研究内容为实现弧面凸轮设计、加工、测量一体化提供了理论依据和关键技术。     

圆柱分度凸轮单侧面加工及误差计算方法研究

应用空间啮合原理和旋转变换矩阵理论，推导了圆锥滚子从动件圆柱分度凸轮的理论工作廓面方程及单侧面加工凸轮实际工作廓面方程；廓面采取单侧面加工时，给出了刀具误差对凸轮廓面法向误差影响的精确计算方法和近似计算方法，解决了空间凸轮廓面误差计算的难题，进一步完善了圆柱分度凸轮机构的设计和制造理论。     

弧面分度凸轮的三维实体建模与仿真加工

在已推导出的弧面分度凸轮廓面方程的基础上,提出弧面分度凸轮轮廓曲面三维实体建模的一种方法:以MAT-LAB为编程工具编写廓面程序,应用三维设计软件Pro/E4.0完成弧面分度凸轮机构的三维实体建模,同时在仿真加工模式下对弧面分度凸轮进行了加工刀具轨迹的模拟,给弧面分度凸轮机构的设计与数控加工提供了参考.     

弧面凸轮的单侧面磨削加工研究

磨削加工作为高精度弧面凸轮的曲面加工必不可少的工艺环节,国内一直没有很好解决。笔者以解决这个问题为目的,分析了弧面凸轮的结构特点和现有弧面凸轮磨削加工存在的问题,提出了弧面凸轮单侧面磨削方法,并论证了该方法的可行性。该理论研究以设定坐标系的弧面凸轮轮廓面方程为基础,根据单侧面磨削加工原理推导出了单侧面磨削加工凸轮实际廓面方程和砂轮中心线轨迹方程;研究单侧面磨削加工砂轮刀位补偿及控制方法,解决了弧面凸轮轮廓面单侧面磨削的加工刀位控制问题;在弧面凸轮单侧面磨削机理的基础上得出两种凸轮轮廓面的法向误差模型和误差分析计算方法。     

弧面分度凸轮轮廓曲面检测方法的新构思

为了解决弧面分度凸轮廓面检测难题,本文介绍了弧面分度凸轮廓面的计算机辅助间接测量方法和廓面误差评定方法,建立了间接测量凸轮廓面的数学模型,推导出该方法的测量数据处理公式。通过相应的计算机程序,可以对给定机构参数和运动规律的弧面分度凸轮廓面进行误差评定,对未知参数和运动规律的弧面分度凸轮进行测绘、仿制和改进设计。     

连续分度空间弧面凸轮的多轴数控加工工艺研究

利用空间啮合原理推导了连续分度弧面凸轮的廓面方程,分别基于范成法和仿自由曲面法加工原理建立了连续分度弧面凸轮的通用四轴和五轴数控加工工艺。该工艺已成功应用于连续分度弧面凸轮的多轴数控铣削加工,为连续分度空间弧面凸轮CAD/CAM/CNC系统研究奠定了基础。