任意齿形齿轮数控加工理论与计算机模拟研究

以计算机数控(CNC)系统代替普通滚齿机中的机械传动链 ,建立了一种新型的滚齿机机构.依据此机构,建立了统一的齿轮加工数学模型;推证了机构的运动转换矩阵和相关的运动方程,并在计算机上实现了齿轮模拟加工;通过调整滚切运动,可以实现任意设计的齿形及齿向;通过对齿轮加工误差计算机数值仿真,得到了一系列有价值的结论.     

任意齿形齿轮数控加工理论与计算机模拟研究

以计算机数控 (CNC)系统代替普通滚齿机中的机械传动链 ,建立了一种新型的滚齿机机构 .依据此机构 ,建立了统一的齿轮加工数学模型 ;推证了机构的运动转换矩阵和相关的运动方程 ,并在计算机上实现了齿轮模拟加工 ;通过调整滚切运动 ,可以实现任意设计的齿形及齿向 ;通过对齿轮加工误差计算机数值仿真 ,得到了一系列有价值的结论 .     

教学型四轴数控滚齿机的研制

在深入分析高质量数控技术人才社会需求的基础上,指出了实践教学在数控技术人才培养中的重要作用,并为数控技术实践教学研制了教学型四轴数控滚齿机及其数控系统,介绍了该滚齿机数字化建模,分析了滚齿时各轴运动关系,并加工出齿轮样件。     

齿廓三维滚切成形的运动数学模型

建立了滚刀滚切成形齿轮齿廓的通用三维运动数学模型,给出了滚刀刀刃上任一切削点和展成工件齿廓上的被切削点间的坐标关系．据此,可由ＣＮＣ滚齿机柔性控制滚刀各个刀刃在工件上的滚切包络位置,以成形任意齿廓的工件．从而为范成法加工任意齿形的齿轮奠定了理论基础．     

任意修形渐开线齿轮加工的数值模拟

论述了用计算机数控系统（CNC）代替普通滚齿机中的机械传动链的新型滚齿机机构方案,依据此机构,建立了统一的齿轮加工数学模型;推导了机构的运动转换矩阵和相关的运动方程,在计算机上实现了齿轮的模拟加工,并通过调整滚切运动,实现了对齿形的任意修形。     

齿廓三维滚切成形的运动数学模型

建立了滚刀成形齿轮齿廓的应用三维运动数学模型,给出了滚刀刀刃上任一切削点和展成工件齿廓上的切切削点间的坐标关系。据此,可由ＣＮＣ滚齿机柔性控制滚刀各个刀刃在工件上的滚切包络位置,以成形任意齿廓的工件。从而为范成法和加工任意齿形的齿轮奠定了理论基础。     

Y38滚齿机单齿分度机构的设计

单齿范成和单齿分度运动是滚齿机加工CATT齿轮所必需的。而单齿分度机构的设计则是实现以上运动的关键．本文就Y38滚齿机单齿分度机构的设计进行了分析和研究．     

Y38滚齿机单齿分度机构的设计

单齿范成和单齿分度运动是滚齿机加工ＣＡＴＴ齿轮所必需的，而单齿分度机构的设计则是实现以上运动的关键。本文就Ｙ３８滚齿机单齿分度机构的设计进行了分析和研究．     

滚齿机数控改造

简要介绍了滚齿机数控器的基本结构和原理,以及如何通过数控改造使普通滚齿具有轴向变齿厚齿轮的加工能力.     

NUM控制系统的滚齿机数控系统开发

依据滚齿机的结构及加工要求,介绍滚齿机中C轴与滚刀轴,C轴与Y轴,C轴与Z轴的同步关系。针对NUM控制系统提供的滚齿包进行编程,通过控制系统中能够读写的外部E参数,在人机界面设置加工参数,编写滚齿机加工程序,完成齿轮加工.     

碟形砂轮磨削面齿轮的数控规律

为制造高精度面齿轮,对用碟形砂轮加工面齿轮的数控磨齿方法进行研究.由插齿刀的齿面确定适用于磨削直齿、斜齿面齿轮的碟形砂轮曲面,分析碟形砂轮磨削面齿轮的展成原理,通过坐标变换建立碟形砂轮磨削面齿轮的齿面方程.根据不同加工方法中刀具位置和运动的等价原则确定磨削面齿轮的数控机床运动规律,为方便编程,将该运动规律用二元Taylor展开式表示.计算数控加工齿面与理论齿面的偏差,计算实例的最大偏差为0.071 9μm,表明用碟形砂轮磨削面齿轮是可行的,数控规律是正确的,能够达到理想的磨齿精度.     

基于通用五坐标数控铣床的球形滚刀铲齿加工

球形滚刀是一种基于展成原理的新型高效内齿轮加工刀具,但几何形状复杂,制造困难.为了解决球形滚刀制造的关键技术--铲齿工艺,提出了在通用五坐标数控铣床上实现铲削加工的方法.根据滚刀和被加工齿轮的啮合关系,建立了铲齿球形滚刀齿侧面的数学模型,计算了球形滚刀的侧刃后角,推导了球形滚刀铲齿加工的运动方程,给出了在A'- B型五坐标数控铣床上编写零件加工程序的后处理方法.用该方法加工出的球形滚刀可以达到A级滚刀的精度要求,同时大大降低了制造成本.     

数控滚切鼓形齿轮的工艺研究

本文介绍了数控滚切鼓形齿轮编程方法,采用该法在自制的光栅检测数控系统的滚齿机上能高效、高精度滚切鼓形齿轮。本研究工作对指导生产具有实际意义。     

弧齿锥齿轮数控展成加工的位置分析与实践

基于弧齿锥齿轮的数控加工原理,根据产形轮和工件锥齿轮之间的展成运动关系,建立了弧齿锥齿轮齿而的数控展成加工数学模型,完成机床参数的调整,并根据啮合方程式求解出展成大小齿轮时刀具的起始位置和终止位置.基于Pro/E用曲面重建的方法得到三维螺旋齿面,建立了试验用的弧齿锥齿轮的三维实体模型.对所提出的方法应用于实例,表明这种方法的有效性.     

用滚齿机加工圆锥直齿轮

介绍了1种新型刀具“变模数滚刀”在滚齿机上加工圆锥直齿轮的新方法.通过实例论述了用变模数滚刀加工圆锥直齿轮的原理,变模数滚刀的结构原理及其设计方法,给出了“变模数滚刀”刀齿对应螺距的计算公式.结合Y3150E滚齿机,系统分析了分齿、垂直进给、径向进给和滚刀套筒回转传动链的调整计算过程.使在滚齿机上用展成法加工圆锥直齿轮成为现实.     

用滚齿机加工圆锥直齿轮

介绍了1种新型刀具“变模数滚刀”在滚齿机上加工圆锥直齿轮的新方法．通过实例论述了用变模数滚刀加工圆锥直齿轮的原理，变模数滚刀的结构原理及其设计方法，给出了“变模数滚刀”刀齿对应螺距的计算公式．结合Y3150E滚齿机，系统分析了分齿、垂直进给，径向进给和滚刀套筒回转传动链的调整计算过程．使在滚齿机上用展成法加工圆锥直齿轮成为现实。     

正交变传动比面齿轮三轴数控加工方法

为了验证正交变传动比面齿轮副设计的正确性,用三轴数控机床加工正交变传动比面齿轮。运用空间齿轮传动啮合理论及三轴数控机床的基本原理,建立了刀具与非圆齿轮的空间坐标系、正交变传动比面齿轮加工坐标系、齿顶圆角模型以及数控加工模型。得到了刀具到非圆齿轮的坐标变换矩阵、非圆齿轮齿面到正交变传动比面齿轮齿面的坐标变换矩阵、过渡曲面方程以及加工过程中刀具运动矩阵。用三轴数控机床加工正交变传动比面齿轮,并对该齿轮副进行对滚实验以及齿面测量实验。实验结果表明:三轴数控机床加工的正交变传动比面齿轮齿面精度较高。证明了正交变传动比面齿轮副设计以及三轴数控机床加工正交变传动比面齿轮方法的正确性。     

基于数控机床直齿锥齿轮加工的CAM研究

对利用数控机床加工直齿锥齿轮所采用的展成方法进行了研究和探讨,利用VC 编制刀位轨迹并参数化,UG读入刀轨实现仿真并且采用特殊手段进行后置处理,最后生成相应数控机床下加工直齿锥齿轮的数控代码。     

分阶式四点接触齿轮的滚刀齿面设计

为获得具有良好接触特性的啮合齿面,在共轭曲线原理的基础上提出分阶式多点接触齿轮. 以分阶式四点接触齿轮为例,设计齿轮的基本齿形并进行滚刀的齿面设计. 基本齿形分为工作齿廓和非工作齿廓. 工作齿廓分为凸段和凹段,凸段采用圆弧曲线展成上啮合齿面,凹段采用抛物线曲线展成下啮合齿面;非工作齿廓均采用圆弧分别展成过渡齿面和齿根齿面. 建立滚刀的数学模型和精确实体模型,根据齿轮啮合理论推导滚刀的工作齿面、过渡齿面和齿根齿面方程,通过编程求解滚刀齿面方程,并建立滚刀的三维实体模型. 加工获得了滚刀实体,并进行了分阶式四点接触齿轮副滚切试制. 完成齿轮样机的装配,进行了接触印痕检验,结果显示满足设计要求. 研究成果是对共轭曲线原理的扩展,研究方法适用于其他分阶式多点接触齿轮.     

六轴联动数控齿轮加工机床加工点啮合齿面的包络逼近原理

提出了一种在六轴联动数控机床上加工点啮合齿面的新加工方法。该方法源于微分几何中通过空间曲线的Darboux-Frenet标架沿设计（理论）齿面上的一条指定接触迹线运动来描述曲面微分结构的思想,所展成的齿面与设计（理论）齿面沿指定的接触迹线有二阶切触且在接触迹线以外的区域与设计（理论）齿面之间具有指定（最小）误差,能完全控制齿面上每一个啮合点的啮合特性。利用六轴联动数控齿轮加工机床的万能运动功能,按被加工齿面预定的啮合特性确定刀具相对工件的运动。实例验证了方法的精确性和可行性。