弧齿锥齿轮齿顶倒棱球面刀具加工方法研究

为了实现弧齿锥齿轮高效齿顶倒棱加工,探索了球面刀具在通用加工中心上倒棱加工的可行性。创建了齿轮和刀具的实体模型,基于实体模型的碰撞分析,获得了倒棱加工参数的初始值。为了保证倒棱形状精度满足要求,提出了一种形状误差的定量测量方法。以倒棱形状误差最小化为目标,优化了倒棱加工参数。建立了倒棱加工的三轴、四轴和五轴仿真加工模型,仿真结果表明,采用球面刀具在三轴加工中心上可完成倒棱加工。若采用四轴或五轴加工中心,可利用多余的运动自由度控制刀具的切削位置,将刀具上不参与切削的部分去除后,刀具形状可由圆球简化为圆盘,五轴加工对应的刀具周长比四轴加工更长,相同转速下耐磨性更好。     

斜齿轮齿向双边倒棱研究和数控仿真

介绍了一种对斜齿轮齿槽上两条齿顶线同时进行倒棱的方法。通过计算刀具相关参数,规划刀具轨迹并后处理生成G代码,基于VERICUT虚拟加工软件平台,建立了齿轮倒棱机床模型及斜齿轮齿向倒棱仿真加工模型。通过开发自动化编程软件来生成倒棱加工G代码,并将生成的加工G代码直接导入VERICUT虚拟加工软件进行仿真加工,验证轨迹规划算法、后处理程序和仿真加工模型。仿真结果表明,采用双边同时倒棱的方法可以保证齿轮齿向两边倒棱量相同,倒角角度相同,而且加工效率高。     

弧齿锥齿轮螺旋变性展成法切齿原理与仿真分析

传统加工方法加工弧齿锥齿轮副会使其接触区呈现对角线接触的不良现象,针对该现象,提出一种新型螺旋锥齿轮加工方法——螺旋变性展成法。为揭示螺旋变性展成法的切齿原理,根据机床、刀具和工件间的运动位置关系,以微分几何和齿轮啮合原理为基础,运用矢量分析法,以齿面中点为计算点建立切齿数学模型,分析推导机床调整参数计算公式;以一对弧齿锥齿轮为例进行了几何参数、刀具参数及机床调整参数的计算,建立弧齿锥齿轮三维虚拟仿真加工模型并进行齿面接触分析;最后,基于以上参数在数控铣齿机上进行切齿试验,齿面接触分析与滚检试验结果说明了螺旋变性展成法消除对角线接触的有效性。     

基于虚拟制造的弧齿锥齿轮仿真加工技术研究

通过分析弧齿锥齿轮加工原理及弧齿锥齿轮铣齿机的结构和运动关系,建立了弧齿锥齿轮铣齿机虚拟机床模型及虚拟机床加工坐标系,推导了弧齿锥齿轮铣齿机虚拟机床运动参数的计算方法,构建了弧齿锥齿轮仿真加工模型.计算了一对弧齿锥齿轮进行的几何参数、刀具参数和虚拟机床运动参数,并通过弧齿锥齿轮铣齿机虚拟机床对其进行了仿真加工,验证了弧齿锥齿轮铣齿机虚拟机床模型及仿真加工模型的正确性.     

天津第一机床总厂展出的齿轮加工机床

展位:W2-101天津第一机床总厂是我国齿轮加工机床主要制造企业之一,其主要产品包括插齿机、弧齿锥齿轮铣齿机、刨齿机、齿轮倒角倒棱机、磨齿机等齿轮加工机床系列产品,以及加工中心和精密传动装置等。在CCMT2006展会上将展出数控插齿机YK5115,数控弧齿锥齿轮铣齿机YKD2212、YKD2250A。YK5115型数控插齿机采用工作台固定、立柱径向进给的纵向布局形式,主要用于加工直齿圆柱齿轮,特别适用于小模数齿轮及各种形状的直齿非圆齿轮和平板形凸轮加工;选用螺旋导轨刀架可加工斜齿圆柱齿轮;采用特殊刀具可加工各种齿轮结合子和渐开线花键;选…     

基于球头铣刀的弧齿锥齿轮小轮铣削加工方法研究

弧齿锥齿轮小轮铣削通常在专用机床上采用铣刀盘实现,从而导致制造成本较高。为了降低弧齿锥齿轮小轮的制造成本,提出一种在通用四轴数控铣床上采用球头铣刀进行铣削加工的方法。根据齿面数学模型计算齿面离散点坐标,进而创建齿轮实体模型。分析齿根铣削时球头铣刀与齿轮的空间位置关系,以铣削一侧共轭齿面时不刮伤对侧共轭齿面为原则确定球头铣刀直径。以刀杆与齿面不发生干涉为前提,确定处于各个加工位置时的刀轴方向。以沿齿高和齿长方向均匀分布的齿面离散点为基础,创建沿齿高方向分层的粗铣刀路和沿齿长方向分层精铣刀路。创建包含机床、刀具和轮坯的仿真加工环境,完成齿轮铣削仿真。结果表明:相比于铣刀盘,球头铣刀加工得到的过渡曲面曲率半径更大,可降低齿根处的应力集中程度。将刀路导入数控加工系统,在四轴数控铣床上完成齿轮的粗铣和精铣,获得的齿面具有较好的光洁度,从而验证了本方法的可行性。     

盘刀数控加工等基圆曲线齿锥齿轮的仿真

为实现使用盘形铣刀加工等基圆锥齿轮,根据等基圆曲线齿锥齿轮的现有研究成果及传统理论,通过求解刀具的廓形坐标,生成了VERICUT仿真加工中的盘形铣刀模型。根据盘形铣刀五轴联动数控加工运动轨迹,求解了机床运动坐标。利用VERICUT软件,针对某一设计参数的等基圆锥齿轮,进行了仿真加工。结果表明,刀具模型的建立、数控加工路径的规划、运动坐标求解均正确,盘形铣刀加工等基圆齿轮可以实现。     

圆柱齿轮滚切倒棱刀具设计

针对实际生产中圆柱齿轮的高速齿廓倒棱需求,提出了连续切削的滚切倒棱新方法,完成了滚切倒棱刀具廓形设计。首先参考圆柱齿轮滚齿加工运动,建立刀具与齿轮的初始位置关系及刀具安装位姿坐标系,并通过倒棱参数与所建的安装位姿坐标系计算刀具安装位姿参数;其次根据倒棱运动及刀具安装位姿,建立空间运动坐标系并推导坐标系间的变换关系,通过连续求解刀具前刀面与齿轮倒棱目标廓形的接触点,提出刀具廓形计算方法;最后选取某型号的圆柱斜齿轮为倒棱对象,利用切削仿真软件完成齿轮及滚切倒棱刀具的三维建模,通过编写仿真运动程序实现倒棱切削仿真,在此基础上利用倒棱机床进行加工实验。仿真及实验结果表明,所设计的倒棱刀具能够满足圆柱齿轮的高效齿廓倒棱需求,也验证了刀具廓形计算方法的正确性。     

航空发动机弧齿锥齿轮加载接触分析

弧齿锥齿轮是一种广泛应用于飞机、舰船、汽车的齿轮传动，由于这种齿轮的齿面方程属于超越函数形式，因此为其切齿及机床调整带来极大困难。为了解决加载情况下弧龃 锥齿轮设计和制造的问题，本文以某航空发动机弧齿锥齿轮为研究对象，针对该对弧齿锥齿轮的工况条件，对该齿轮的加工方法，加工调整参数及载荷作用下的轮齿接触迹、接触区的确定、运动误差曲线的确定进行研究，并确定出轮齿间载荷分配情况，为齿轮进行有限元计算提供     

汽车驱动桥锥齿轮齿面检测与质量控制

汽车产业用的弧齿锥齿轮齿形的特点与渐开线齿轮不一样,它没有基准面,而是依赖着加工机床及其设定参数;再加上一些弧齿锥齿轮加工机床生产商对其弧齿锥齿轮加工机床的内部构造实行保密而不对外公开;尽管国内外的部分齿轮专家渐渐掌握了弧齿锥齿轮加工机床的内部构造,但还是局限     

小模数弧齿锥齿轮的精确建模与齿面接触仿真

双重双面法铣齿加工是小模数弧齿锥齿轮的主要加工方法,传统双重双面法的齿面啮合状况需要人工调整,过程繁琐且齿面接触质量难以保证.针对小模数弧齿锥齿轮双重双面法加工的特点,建立了双重双面法加工坐标系,按照齿面加工参数和刀具参数,由刀具的切削锥面方程,经过坐标变换推导被加工齿面的齿面方程,并计算得到齿面上关键点的坐标值,利用这些关键点坐标,可以创建理论齿面片的三维模型,进而创建了齿轮副的整体三维模型.利用计算机数值仿真技术,对齿轮副进行了齿面啮合仿真.根据仿真结果,可以调整齿面加工参数,以改善齿面的接触情况,减少目前齿面接触区要依靠人工调整的繁琐过程.在提升齿面啮合质量的同时,也提高了齿轮副的实际生产效率.     

弧齿锥齿轮成形三维虚拟仿真研究

通过分析弧齿锥齿轮加工原理及加工机床的结构和运动关系,并基于空间啮合理论,建立了刀刃锥面方程和啮合方程,应用图形变换原理,推导了弧齿锥齿轮NC机床运动参数的计算方法。基于VERICUT软件平台,建立了弧齿锥齿轮NC机床模型及弧齿锥齿轮三维虚拟仿真加工模型,对一对具体的弧齿锥齿轮进行了几何参数、刀具参数和NC机床运动参数的计算,并在VERICUT环境下进行了虚拟仿真加工,验证了弧齿锥齿轮NC机床模型及三维虚拟仿真加工模型的正确性。     

弧齿锥齿轮齿面误差的最少参数修正法

研究弧齿锥齿轮小轮齿面误差与调整参数误差之间的敏感性关系,基于SFT加工法得出对齿面误差影响较大的调整参数,提出齿面误差最少参数修正法。建立刀倾法加工的弧齿锥齿轮齿面数学模型,推导弧齿锥齿轮小轮的理论齿面方程和误差齿面方程,推导机床调整参数误差作用下的齿面任一点加工误差的解析表达式,提出机床调整参数误差对齿面误差的影响系数概念,依此判断各项机床调整参数误差对齿面误差的影响程度。通过理论齿面和误差齿面的比较,确定各项机床调整参数误差作用下的全齿面法向误差的变化规律。由解析法和数值法相互验证,确定弧齿锥齿轮加工过程中对齿面误差影响较大的调整参数误差项。利用函数法建立机床调整参数变化量与齿面法向误差的关系,采用序列二次规划法,求得机床调整参数修正量最优解。通过实例验证,提出的反调修正方法可以有效降低齿面误差。     

盘形锥齿轮齿厚检具

在弧齿轮铣齿机和锥齿轮刨齿机上加工盘形锥齿轮(包括直齿和弧齿锥齿轮),齿厚尺寸均不易保证。我们过去用齿厚卡尺测量,误差为0.5～0.7mm,使匹配成功率下降。为此我们制作了齿厚检具。     

适用于模具法加工的弧齿锥齿轮精确建模

精确建立弧齿锥齿轮的三维模型,对弧齿锥齿轮的模具法加工具有重要的意义,如精锻成形、注塑成形、粉末冶金烧结成形等。建立机床加工坐标系,利用局部综合法设计齿轮副的加工参数,利用TCA/LTCA技术对加工参数进行验证。通过铣刀盘的锥面方程以及机床加工参数推导齿面方程,结合齿面的边界条件,得到齿面所在曲面上的关键数据点。利用三维造型软件,首先创建齿面曲面片,进而完成弧齿锥齿轮的三维造型。以一对弧齿锥齿轮为例,介绍了以上过程。     

弧齿锥齿轮成形法数控加工仿真建模与实现技术

针对半滚切法加工的弧齿锥齿轮,根据机床、刀具和被加工工件之间的位置关系和切齿过程,由齿轮啮合原理和弧齿锥齿轮切齿原理推导出弧齿锥齿轮齿廓曲面方程。根据实际的弧齿锥齿轮参数,基于CAT IA曲面建模方法,运用上述数学方程,建立了锥齿轮三维实体模型,验证了该方法的有效性。     

基于VERICUT的双圆弧齿廓弧齿锥齿轮成形磨削仿真

通过VERICUT加工仿真验证了数控成形磨削法加工双圆弧齿廓弧齿锥齿轮的可行性。研究了数控成形法加工锥齿轮的刀具轨迹和圆弧齿廓弧齿锥齿轮的齿面方程,通过砂轮磨削面和齿面的接触条件式求出成形砂轮轴向截形;然后,提出数控成形磨齿机联动轴数的选取准则,并在VERICUT中建立机床、成形砂轮和毛坯的模型;最后,对双圆弧齿廓弧齿锥齿轮进行加工仿真,证明了数控成形磨削法可用于加工该类齿轮,为数控成形磨削法在锥齿轮上的应用提供了技术支持。     

螺旋锥齿轮齿顶旋分倒棱技术研究

针对实际生产中螺旋锥齿轮主要依靠工人操作砂轮完成齿顶倒棱加工的问题,提出一种旋分倒棱加工方法。首先给出螺旋锥齿轮齿顶旋分倒棱加工原理;然后以旋分倒棱加工原理为指导,设计理论砂轮中心轨迹和实际砂轮中心轨迹生成规则,并给出计算方法;最后基于其原理和规则,建立了理论砂轮中心轨迹和实际砂轮中心轨迹的逼近模型,并通过剖析各参数对逼近误差的影响进行了有针对性的砂轮中心轨迹优化。用具体计算实例证明了螺旋锥齿轮齿顶倒棱加工工艺方法的可行性,为深入研究其加工工艺提供了可资借鉴的理论和方法。     

CNC机床运动误差对弧齿锥齿轮齿面接触质量的影响研究

为研究CNC机床各轴运动误差对螺旋锥齿轮齿面接触分析的影响,以多体系统误差建模理论和齿轮啮合原理为基础,引入机床各轴运动误差到螺旋锥齿轮齿面接触分析中,得到机床各轴运动误差对螺旋锥齿轮的齿面加工质量影响的定量分析方法。以SGM法加工的弧齿锥齿轮为例,给出ETCA(error tooth contact analysis)的计算过程,对ETCA和齿面接触分析的结果进行了对比分析,从数量上阐述了误差对齿面接触质量的影响。分析结果表明,机床各轴运动误差对螺旋锥齿轮的齿面接触质量有一定的影响,机床运动轴的运动误差中y轴、x轴的误差对齿面接触质量的影响最大。研究工作为机床各轴运动误差补偿及高精度齿轮制造提供了理论依据。     

双圆弧弧齿锥齿轮的三维虚拟仿真加工

基于空间啮合原理,通过分析双圆弧弧齿锥齿轮的加工原理和加工机床的运动关系,选择GB12759-91齿形作为基本齿廓,建立了切齿啮合方程;在此基础上,得到切削刀盘参数及加工机床运动参数。基于VERICUT仿真加工软件平台,建立了三维虚拟仿真加工模型,对一对给定参数的齿轮进行了几何参数,刀具参数及机床运动参数的计算,并进行了虚拟仿真加工,验证了三维虚拟仿真加工模型的正确性。