椭圆齿轮的数字化设计及自动编程系统开发

根据椭圆齿轮的节曲线及齿廓方程,在分析椭圆齿轮数控插齿加工运动关系的基础上,利用VC+ +6.0设计了一种用于椭圆齿轮插齿加工的参数自动编程系统.设计了该自动编程系统的整体构架,通过可视化界面输入椭圆齿轮的齿轮参数、工艺参数等,可以自动生成椭圆齿轮齿廓及数控插齿加工的NC代码.     

非圆齿轮数控滚齿与插齿加工的自动编程系统开发

根据非圆齿轮节曲线方程或传动比要求及非圆齿轮的数控滚齿和数控插齿的加工原理,推导出数控滚齿机和数控插齿机各运动轴的联动,基于VB,开发了能自动生成加工非圆齿轮的数控滚齿和插齿的数控加工代码的系统,系统界面友好,适用性强。     

特殊齿廓齿轮数控磨削加工技术的研究

提出了一种使用普通蜗杆砂轮数控加工特殊齿廓齿轮的方法;针对要求加工的特殊齿廓,提出了一种基于数值算法的渐开线旋转定位方法;利用砂轮的径向、切向联动变位原理,研究了基于六轴五联动数控系统采用普通蜗杆砂轮磨削特殊齿廓齿轮的联动控制模型,给出了实时插补脉冲量计算方法;并编制了相应的计算机仿真程序,验证了该加工方法的可行性,从而实现普通蜗杆砂轮高效地磨削特殊齿廓齿轮。     

等基圆锥齿轮的齿面建模与加工仿真

为了实现基于UG的等基圆齿面的快速自动编程及数控加工,以等基圆锥齿轮理论为基础,结合空间啮合原理,建立了等基圆齿锥齿轮的加工坐标系,根据各坐标系之间的转换矩阵,建立了等基圆齿锥齿轮的齿面方程,通过计算及离散点提取,在UG软件中对等基圆齿面进行建模。将建立好的齿轮模型导入UG软件,利用软件的CAM模块,对等基圆锥齿轮进行基于球头铣刀的数控加工自动编程,生成数控代码。将建立好的待精加工齿轮模型、数控代码一并导入VERICUT软件,利用VERICUT软件进行齿面精加工仿真,并利用VERICUT软件的曲面虚拟检查功能,对理论齿面与仿真加工所得齿面进行对比,验证了齿面建模、数控加工方法的正确性及其可行性。     

基于SINUMERIK 840D系统蜗杆砂轮磨齿机自动对刀技术研究

针对齿轮磨削过程中,蜗杆砂轮对齿槽两侧齿面的磨削不均匀而造成齿形误差的问题,提出一种用于数控磨齿机的高精度自动对刀方法,采用AE传感器检测磨削接触过程中产生的声发射信号,并作为反馈信号由电控箱进行分析和处理。该方法已在SINUMERIK 840D数控系统中实现,并最终实现精确对刀。实际加工证明,采用该方法显著提高了加工精度和加工效率。     

数控成形砂轮磨齿机的研制

针对硬齿面齿轮的加工,研制了数控成形磨齿机。该机床9轴数控,全闭环控制,操作简便、加工精度高。磨削砂轮采用大功率内装式主轴电机直接驱动,传动链短,刚性好。机床的关键轴C轴、X轴、Z轴采用静压导轨,消除了低速爬行现象。机床上安装有成形砂轮修整装置、自动对刀装置和测量装置,可实现在机砂轮修整、自动对刀和在机测量。     

非圆齿轮数控滚齿的一种插补方法

在分析目前常用的非圆齿轮滚齿插补方法不足的基础上,采用三次样条来拟合非圆齿轮的节曲线,进而提出了数控滚齿的一种插补方法.采用该插补方法,非圆齿轮的滚齿加工可以在一段数控程序内完成,减少了加工时的速度波动,提高了加工精度和加工效率.     

基于开放式数控的滚齿机零编程系统开发

结合齿轮与刀具啮合机制与运动关系,在分析滚齿加工工艺的基础上,建立滚齿加工参数模型和零编程的数学模型,研究数控滚齿加工NC程序自动生成技术;结合滚齿加工的功能需求,提出开放式数控滚齿机的零编程系统架构,完成了人机交互、编程算法及各功能模块设计,并进行了功能测试,基本达到预期设计要求。     

渐开线螺旋齿轮成形磨削砂轮的修整

针对渐开线螺旋齿轮磨削加工要求,对磨削螺旋齿轮的砂轮进行研究。基于螺旋面形成的基本思路,得出直母线作螺旋运动形成的渐开螺旋面方程,建立了渐开线螺旋齿轮的数学模型。提出了通过MATLAB软件编程计算磨削砂轮轴向截形的方法。根据截形数据,提出了通过CNC砂轮修整器修整砂轮的方法,对砂轮进行数控修型。用修整好的砂轮对渐开线螺旋齿轮进行数控成形磨削加工。计算结果表明磨削法与其他方法相比可显著提高螺旋齿轮的齿形精度和表面质量,提高磨削效率。     

齿轮成形磨削能耗与表面粗糙度研究

齿轮成形磨削的能耗研究对于高精度齿轮的低碳制造具有重要意义.从数控成形磨齿机床的部件层面出发,分析齿轮成形磨削的能耗组成部分;基于磨削功率和材料切除率,建立齿轮成形磨削的净能耗密度模型;通过齿轮成形磨削试验发现,增加磨削能耗,会使表面粗糙度减小,但随着磨削能耗的持续增加,表面粗糙度减小幅度有限.研究结果为齿轮成形磨削的能耗与加工质量协同优化控制奠定了理论基础.     

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。     

YK2045数控磨齿机的电气设计

YK2045数控磨齿机是目前国内研制的第一台七轴五联动的数控螺旋锥齿轮磨机。本文阐述了该机床的数控系统选择．电气原理、布线和电柜设计，以及安全性和可靠性方面采取的措施。     

汽车变速器齿轮高精度磨齿机床研究

面向汽车变速器行业对高精度齿轮的需求,开发一种蜗杆和成型砂轮复合磨削的双工件主轴磨齿机床。该机床具备全自动更换刀具和全自动装卸被加工齿轮功能,可使用通用修整器同时修整蜗杆砂轮和成形砂轮;采用双工件主轴结构,节省了上下料装载时间,加工效率大幅提升,比单主轴效率高出30%左右;在合适的粗磨和精磨砂轮颗粒的作用下,蜗杆砂轮和成形砂轮磨削的结合使磨削时间减少了50%左右;自带齿轮检测设备,能够在线检测齿轮磨削加工量是否达到加工工艺要求,实现了齿轮磨削高效、高精度、节能环保加工。     

基于VERICUT的数控成形磨齿加工仿真

在数控机床研发阶段引入加工仿真可以检验机床的结构设计,验证数控加工程序,缩短开发周期.通过分析一种数控成形磨齿机床的结构和运动,基于齿轮啮合原理推导了砂轮与螺旋面之间的接触线方程,建立了计算砂轮廓形和机床运动参数的数学模型.基于VERICUT软件平台,建立了精确的砂轮修整和磨齿加工仿真模型,并设计了完整的加工仿真流程.在此基础上,针对一个渐开线斜齿轮,实现了砂轮修整和磨齿的加工仿真.结果表明这种数控成形磨齿机床能够满足功能要求,结构设计是合理的.比较了仿真结果与理论模型之间的误差,证明数控加工程序和加工仿真模型是正确的,并且精度都很高.     

数控锥面砂轮磨齿机磨削锥形齿轮原理

在分析得到了锥面砂轮包络运动所形成的产形齿条基础上 ,对渐开线锥形齿轮与产形齿条之间的空间几何关系进行了研究。通过推导齿条、齿轮及机床调整参数关系的计算公式 ,提出了适合数控锥面砂轮磨齿机磨削锥形齿轮的原理和加工方法。理论和试验结果表明 ,利用数控锥面砂轮磨齿机可以实现渐开线锥形齿轮的正确磨削。     

弧齿锥齿轮齿顶倒棱锥形砂轮加工方法研究

为了实现弧齿锥齿轮齿顶倒棱高效加工,提出一种基于锥形砂轮的倒棱方法。建立弧齿锥齿轮和锥形砂轮的实体模型,以砂轮沿垂直于面锥方向切入最大深度为原则,采用实体接触分析方法,确定砂轮与齿轮的空间运动关系。基于空间运动关系完成倒棱仿真加工,仿真结果表明:该方法可同时加工两侧齿顶,加工效率较高且在通用五轴加工中心上即可实现。为了评价倒棱效果,提出一种倒棱效果的定量测量方法,在倒棱仿真模型上选定的多个测量位置,测量倒棱效果并与理论模型进行比较,依据比较结果可确定砂轮锥角的优化值。     

数控凸轮轴磨床保持磨除率恒定的变速磨削研究

计算在数控凸轮轴磨床上加工凸轮时的磨削弧长及凸轮轮廓上任意一点处的极径和曲率半径,推导出保持磨除率基本恒定时凸轮轴转速变化的计算公式。在凸轮轴磨削过程中,保持恒定的磨除率,有利于提高凸轮轴凸轮的表面磨削质量。     

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。     

模具数控磨削技术开发研究

研究了模具研腔的数控磨削加工技术,开发了安装于数控铣床主轴上的Ｔ／Ｄ牵引驱动增速装置和各种ＣＢＮ磨头,利用开发的增速器和ＣＢＮ磨头可进行平面、斜同、竖直面及空间自由曲面的磨削加工,为在ＮＣ机床和加工中心实现一次装夹完成模具的铣削和磨削加工提供了新的工艺装备和工艺条件。     

内齿轮磨齿机磨削头振动特性分析与试验研究

为探究内齿轮数控磨齿机磨削头振动特性,以磨齿机磨削头为研究对象,建立其三维实体模型,并基于有限元仿真软件ANSYS进行预应力下的动态特性分析,获得磨削头各阶固有频率及对应振型,并对其薄弱环节进行了优化设计,使磨削头性能得到了提高。搭建磨削头结构振动特性试验平台,利用试验测试其振动特性,采集不同工况下磨削头的振动信号,采用时域信号和频域信号的对比分析法,探究磨削头振动机制。试验结果表明:磨削头低频振动幅度较大,而且多为主轴转速接近于磨削头固有频率引起的振动。最后为降低磨削头振动提出了合理的建议。