修缘插齿刀的计算机辅助设计

讨论了渐开线修缘插齿刀设计中的具体问题，给出了插齿刀计算框图，并编制了ＣＡＤ软件。

涂层流程对碗形插齿刀齿形精度影响研究

碗形插齿刀在风电齿轮箱中应用非常广泛,在其重复使用过程中需要经过刃磨和涂层两个主要阶段。为研究涂层过程对碗形插齿刀齿形精度的影响,通过试验分析研究新插齿刀制造精度和插齿刀反复涂层后的齿形精度,根据试验数据得出,新插齿刀在不同截面齿形精度波动较小。在相同刃磨条件下对同一把插齿刀进行反复退涂和涂层后,涂层后插齿刀的齿形精度相比未涂层的得到提升。

数控插齿机质量优化方法研究

数控插齿机是加工圆柱齿轮的关键设备,其动态性能是影响齿轮加工精度、加工效率的关键因素,而固有频率是评价插齿机动态性能的关键指标之一。以三轴数控插齿机为研究对象,在整机模态分析的基础上,定义结构件质量关联的主要设计尺寸参数,通过正交试验设计,分别揭示包括床身、立柱、转台及主轴箱等在内的结构件质量对低阶固有频率的影响规律。以对低阶固有频率相对敏感的结构件主尺寸参数作为设计变量,采用多因素正交试验设计方法,揭示各结构件质量变化对整机低阶固有频率的影响规律。在此基础上,通过对灵敏结构件关键尺寸设计,在减轻结构件质量的情况下,可有效提高整机低阶固有频率。结果表明,数控插齿机原立柱质量对低阶固有频率影响最为敏感,在对其横向、纵向尺寸优化的基础上,可将低阶固有频率从原始设计的33.1 Hz提升至39.4 Hz,升幅达到19%,而立柱质量优化后从初始1693.8 kg减轻至1632.8 kg,总体降低了3.6%。所提出的结构件质量优化方法,对其他类型机床的结构优化设计具有普遍的指导意义。

面向正向设计的数控插齿机静刚度建模方法研究

整机末端静刚度对插齿机的静、动特性和加工精度具有重要影响。从正向设计的角度出发,在提出结构件及包含转台在内的功能部件静刚度特性表征方法的基础上,通过分析结构件/功能部件在切削力作用下的变形,获得结构件/部件实际变形矩阵,依据插齿机拓扑结构,建立插齿机静刚度解析数学模型,解决了末端静刚度指标与结构件/功能部件刚度特征间的映射关系建模问题。同时,为验证所建立解析模型的有效性,建立了插齿机有限元模型,对比分析了解析模型与有限元计算结果。所建立的解析刚度模型为开展整机静刚度正向设计提供了理论基础。

非圆齿轮插齿加工中的退刀干涉机理及规避方法研究

分析了利用三轴数控插齿机插制非圆齿轮产生退刀干涉的原理，提出了一种使插齿刀的回转中心偏离几何中心以规避退刀干涉并实现连续插齿加工的新方法，并以非圆行星齿轮液压马达内齿圈的插制加工为例，给出了这种方法的实施过程和相关算法。

非圆内齿轮三轴联动插齿加工技术研究

利用非圆齿轮节曲线的法向量得到了基于包络模型的非圆内齿轮插齿加工联动模型,并给出了非圆内齿轮在设计时避免根切的条件。同时,针对非圆内齿轮在插齿加工过程中可能出现的让刀干涉问题,给出了相应的判定条件及让刀方法。通过计算机仿真和实际加工验证了上述模型及让刀方法的正确性。

无理论刃形误差直齿插齿刀设计

为了提高插齿加工精度,提出一种无理论刃形误差插齿刀具设计方法。基于曲面共轭原理,根据待加工齿面和插齿加工运动特点,建立齿面共轭面的数学模型。前刀面选择球面形式,应用割线法求得共轭面和前刀面的交线,进而建立切削刃的数学模型。从刀具重新刃磨后仍能满足无理论刃形误差要求的角度出发,求取多条切削刃,利用所求得切削刃曲线构造后刀面,建立后刀面数学模型。插齿加工实验表明,采用无理论刃形误差直齿插齿刀加工工件,刀具重磨前后加工精度有较好的一致性,从而证明了该设计方法的正确性和可行性。

插齿刀加工的非圆齿轮过渡曲线干涉分析

根据非圆齿轮节曲线曲率的凹凸特性 ,将一个非圆齿轮的插齿加工过程看作是对非圆内齿轮加工和外齿轮加工的两个过程 .阐明了非圆齿轮内齿加工与外齿加工的本质区别取决于该非圆齿轮节曲线的凸凹特性 ,提出了非圆齿轮是由多个具有不同齿数、相同模数、相同压力角的圆柱轮组成的概念 ,进而提出了非圆齿轮折算齿数的概念 .利用非圆齿轮折算齿数的分析方法 ,将非圆齿轮的过渡曲线干涉问题转化成圆柱齿轮的干涉问题进行简化分析 .给出了插齿加工的非圆齿轮产生过渡曲线干涉的条件 ,得出了避免这种干涉的有效办法 .

基于直接插补的变比齿扇插齿加工研究

介绍了直接插补算法的思想及其在数控插齿中的实现方法。分析了齿扇加工干涉情况，提出了加工干涉的解决方法。实践表明，直接插补技术大大提高了插齿机的性能，干涉处理算法适应性强，消去了干涉，简化了工艺。

转向器摇臂轴插齿加工专用夹具设计

针对转向器摇臂轴结构复杂,对扇形齿进行插齿加工时手动定位夹紧精度不高和效率低下的问题,合理选择定位基准并设计了在数控插齿机上使用的专用夹具。采用弹簧夹头定心夹紧机构,并用液压缸作为夹紧动力源,提高了生产效率和自动化水平。通过更换弹簧夹头和锥套可适应不同型号的摇臂轴装夹要求,实现了成组加工。

非渐开线插齿刀侧齿面的逼近加工──展成磨齿法

本文对非渐开线插齿刀侧齿面的逼近加工进行了分析和研究，提出了用展成磨齿法加工非渐开线插齿刀侧齿面的计算方法，并对砂轮轴截面形状的逼近误差进行了计算。

双圆锥前刀面插齿刀的设计

本文提出了一种双圆锥前刀面的新型插齿刀，它克服了标准括齿刀无法解决的采用合理切削角度与齿形误差增大之间的矛盾，从而使插齿生产率与精度都得到相应提高。

K形齿的插齿修形方法

针对插齿加工过程中K形齿的修形问题 ,根据插齿刀的设计原理和基本特点 ,提出了以改变插齿刀的前角和前刀面形状来改变切削刃在其基面上的投影 ,达到在插齿加工中对齿形的修形的目的。推导出了有关公式 ,列举了应用实例。

外插齿刀设计的新方法

叙述了外插齿刀设计新方法的基本原理、转换后插齿刀变位系数选择的各限制条件、限制区域的形成及其与插齿刀齿顶圆半径计算曲线之间的关系， 并通过实例介绍了其设计步骤． 该方法克服了传统设计方法的缺点， 不但应用范围广、计算简单、设计效率高而且可判断设计的可行性．

插齿机刀具合理选择与机床精度提高

插齿机传动误差曲线主要取决于刀具蜗轮副和工件蜗轮副。当刀具齿数Ｚ刀大于工件齿数Ｚ工时，刀具蜗轮副的误差将放大反映于工件上。尽可能选择刀具齿数少一些以及Ｚ工／Ｚ刀为整数或使刀具蜗轮副尽快回零位的刀具齿数，有利于稳定和提高插齿精度。如能使刀具蜗轮副和工件蜗轮副的累积误差和周期误差相抵消，就可有效地提高插齿机精度。

插齿刀绘图智能仿生系统

本文着重论述了插齿刀绘图智能仿生系统工作原理,插齿刀绘图集成生成原理以及智能化知识构成机制模型组成和框架,知识产生原理和系统学习方式,将专家系统设计基本原理与作者的科研实践相结合,以插齿刀为实体,比较完整地形象地说明人工智能的具体应用。

直齿插齿刀齿形造型新方法

给出了一种新的直齿插齿刀渐开线齿形造型方法，该方法可使插齿刀的齿形误差带减小，提高被加工齿轮的精度。

直齿外插齿刀变位系数计算机解法

改变传统插齿刀变位系数的解法，利用建立起来的直齿外插齿刀变位系数计算机解法的数学公式［１］，在计算机上用数值法实施了插齿刀变位系数计算机解法。根据计算机运行的结果，进行插齿刀变位系数图表法校验，获得了满意的结果，也大大提高了其计算精度和计算速度。

关于剃前插齿刀设计制造模型研究

首先给出了剃前插齿刀的侧刀后刀面的全新设计方案和对应的几何模型，进而给出了以二次包络为主干的相应制造模型，最后通过生产中的实例验证了所述模型的可靠性。

关于外摆线螺旋插齿刀CAD/CAM模型的研究

给出外摆线螺旋插齿刀的一种最新设计方法，实现了设计误差为零，同时给出了相应的CAD／CAM几何模型。