内凹刀盘加工的直齿锥齿轮齿面接触分析

为了在国产数控弧齿锥齿轮机床上采用内凹刀盘加工直齿锥齿轮,对使用内凹刀盘加工直齿锥齿轮的原理和齿面接触分析(Tooth Contact Analysis,TCA)方法进行了研究。基于内凹刀盘的加工原理和结构特点,建立了内凹刀盘加工的直齿锥齿轮的齿面数学模型,给出了相应的齿面接触分析方法;编写齿面接触分析程序,计算得到了齿轮副的接触斑点和传动误差曲线;通过实际的切齿加工和接触斑点检验,验证了齿面数学模型以及TCA方法的正确性。研究为锥齿轮加工参数及刀具参数的确定与啮合质量控制提供了理论依据。

立铣刀侧铣加工剖分式直齿锥齿轮时的刀位求解

针对剖分式直齿锥齿轮齿面的立铣刀铣齿加工,本文提出了一种立铣刀侧铣加工剖分式直齿锥齿轮时的刀位求解方法。根据直齿锥齿轮齿面成形原理,建立了齿面加工坐标系,分析了剖分体的齿面加工路径。通过刀具位置及其姿态分析,进行了齿面数控加工过程的刀位求解,得到了在剖分轮坯上切齿时刀心坐标、刀轴矢量的显函数表达式。在此基础上,通过后置处理及数控加工编程,结合VERICUT软件进行了切齿加工仿真及结果分析。通过侧铣加工及测量实验,验证了本文提出的立铣刀侧铣加工剖分式直齿锥齿轮时刀位求解方法的可行性和正确性。实验结果表明:加工出齿轮的齿距极限偏差为25.3μm,齿距累积总偏差为21.8μm,径向圆跳动偏差为38.3μm,齿廓总偏差最大偏差为5.6μm,齿廓形状公差最大偏差为2.6μm,所有加工偏差值均在正常的范围之内,且达到了规定的特大型直齿锥齿轮的精度标准。

基于平底铣刀的螺旋锥齿轮齿面加工轨迹规划

针对当前螺旋锥齿轮采用专用机床及刀盘加工时,设备价格高昂且通用性不强的问题,提出采用平底铣刀在通用五轴机床上进行螺旋锥齿轮加工。通过齿轮啮合原理和包络加工原理构建螺旋锥齿轮参数化模型,规划出采用平底铣刀端铣的粗加工轨迹,以及采用平底铣刀侧铣凹凸两侧面的半精加工及精加工轨迹,并对获得的刀具轨迹进行齿面加工仿真。结果表明加工表面相对均匀,能够实现在五轴机床上加工螺旋锥齿轮,提高了大规格或单件小批量齿轮加工的通用性和经济性。

螺旋锥齿轮数控加工中刀盘误差的补偿

在进行螺旋锥齿轮数控加工过程中,用直廓截形代替盘状铣刀刀刃理论截形所产生的偏差会影响螺旋锥齿轮齿面加工精度。针对该问题,分析了螺旋锥齿轮数控加工原理,并在此基础上建立了从刀刃到形成齿面的数学模型;依据空间啮合理论计算盘状铣刀刀刃实际截形,分析并建立了盘状铣刀刀盘半径偏差与齿面误差的关系;进一步推导出刀具实际截形误差的计算过程;最后根据螺旋锥齿轮的加工原理对刀具的误差进行了补偿计算,并对补偿结果进行了仿真实验验证,证明了该算法的可靠性。

用圆柱铣刀加工高速机车流线型曲面的三阶切触原理

把微分几何中曲线与曲面之间的“切触”概念应用于高速机车流线型复杂曲面的数控加工 。

在五坐标数控机床上复杂曲面高效加工

本文提出一种加工复杂曲面的新方法 ,使用圆环面铣刀在五坐标联动中加工三维自由曲面 ,并调节轴相对于曲面的姿态 ,形成的曲面与所需要的曲面达到三阶近似的最佳接触条件。

盘刀加工等基圆锥齿轮干涉检验的截面曲线法

为了检验盘形铣刀和齿面的干涉,以等基圆曲线齿锥齿轮为基础,根据盘形铣刀仿形加工等基圆曲线齿锥齿轮的加工原理,通过分析齿面和刀具发生干涉的原因,提出了等基圆和刀具干涉检验的截面曲线法,推导了盘状铣刀曲面截线、齿轮凹齿面截线的求解方法,并给出了干涉判定方法;并运用MATLAB软件对这种理论及方法进行了直观验证,为利用盘形铣刀加工等基圆锥齿轮中刀具的设计及选用提供了依据。

奥利康摆线齿锥齿轮铣刀盘几何结构研究

分析了奥利康摆线齿锥齿轮铣刀盘的几何结构,研究了刀齿切削刃在铣刀盘坐标系中的表示,通过坐标变换得到了刀齿在刀柄坐标系中的矢量函数。以左旋小轮切齿加工精切内刀为例构建了刀齿的几何模型。本文对研究开发摆线齿锥齿轮铣刀盘刀齿加工技术具有指导意义。

盘刀加工等基圆锥齿轮的刀具位姿及运动轨迹计算

为了实现使用盘形铣刀数控加工等基圆曲线齿锥齿轮,基于等基圆曲线齿锥齿轮理论,通过建立盘形铣刀加工数学模型,求解了决定刀具空间姿态的主要参数。通过盘形铣刀刀轴矢量、刀心坐标的求解,得到了轮坯坐标系下的刀位。结合通用五坐标数控机床,求得了五坐标数控加工等基圆锥齿轮运动轨迹的表达式。通过三维造型,对刀位求解进行了分析验证;通过仿真切削加工,验证了运动轨迹的正确性。结果表明,利用盘形铣刀数控加工等基圆锥齿轮的刀具位姿、运动轨迹的求解正确,在通用数控机床上利用盘形铣刀能够加工等基圆曲线齿锥齿轮。

用圆柱铣刀端铣和侧铣加工带冠叶片

把微分几何中曲线与曲面之间的“切触”概念应用于叶片复杂曲面的数控加工 。

刀具误差对螺旋锥齿轮加工精度的影响

螺旋锥齿轮数控加工过程中,用直廓截形代替盘状铣刀刀刃理论截形的偏差影响螺旋锥齿轮齿面加工精度。在分析了螺旋锥齿轮数控加工原理这一基础上,建立了刀刃到形成齿面的数学模型;依据空间啮合理论计算盘状铣刀刀刃实际截形,分析并建立了盘状铣刀刀具半径误差与齿面的误差的关系;进一步通过加工工件齿面点反算推导出刀具实际截形误差,对实际的螺旋锥齿轮加工过程中齿面精度的提高具有重要的指导意义。

用圆柱铣刀加工复杂曲面的三阶切触原理

把微分几何中曲线与曲面之间的“切触”概念应用于复杂曲面的数控加工，提出用圆柱铣刀式圆锥盘铣刀的外圆在五坐标联动中加工三维自由曲面的最佳切触条件。

铣齿机装配式铣刀盘智能测量仪的研制

研制了智能型铣齿机装配式铣刀盘测量仪,可实现铣刀盘误差的高效、高精度测量.设计了集成式测头,将用于测量铣刀盘刀高及径向跳动误差的两个独立测头集成在一起,既能实现刀高及径向跳动误差的独立测量,又可进行同时测量;集成式测头配备了标准RS232接口,可实现测量数据的实时采集;分析了铣刀盘刀片位置误差计算和调整原理,实现了智能化的数据分析评判,可自动提示需要调整的刀片号和调整量;采用了数字式仪表及微测量机构,测量分辨力达到0.1,μm.实验表明,测量仪能够智能化地给出需要调整的刀片编号、调整方向及调整量,提高了装配式铣刀盘刀片的调整效率.

曲线圆柱齿轮专用铣削加工装置设计

曲线圆柱齿轮是一种特种传动装置,其具有重合度大、无轴向力、易加工等特性,论文分析了其展成原理以及其常用的加工方法,并对单面加工和双面加工法两类加工方法进行了对比说明。对利用格里森刀盘加工曲线圆柱齿轮时的几何参数进行探讨。在分析铣削加工曲线圆柱齿轮范成运动的基础上提出了曲线圆柱齿轮专用铣削加工机床的总体设计方案与布局,并对范成加工曲线圆柱齿轮过程中各基本运动的具体实现作了详细的设计。所设计的机床能够实现加工曲线圆柱齿轮所需要的基本运动,具有较好的工程应用价值。

基于盘形刀具的弧齿锥齿轮齿顶倒棱加工方法研究

为了解决弧齿锥齿轮齿顶倒棱效率低精度差的问题,提出一种采用盘形刀具进行齿顶倒棱的方法。创建包含齿顶倒棱特征的齿轮几何模型,以单个齿槽两侧棱线为扫描路径创建圆柱扫描体。以两圆柱扫描体的相交线为基础,确定倒棱加工时盘形刀具与齿轮的空间位置关系,进而计算倒棱加工参数。创建包含机床、盘形刀具和齿轮的仿真加工环境,设定多组加工参数后分别完成齿顶倒棱仿真加工。测量齿顶倒棱的形状误差数值,以形状误差最小为依据,确定加工参数的最优值。这种方法在弧齿锥齿轮铣齿机上安装盘形刀具即可实现,无需专用机床,而且相比于其他形状刀具,盘形刀具参与切削部分的长度较长,可有效提高刀具寿命。

基于VERICUT的指形铣刀数控加工等基圆锥齿轮仿真

为了使指形铣刀加工等基圆锥齿轮的方法能够应用于实际,以等基圆曲线齿锥齿轮理论为基础,通过刀具加工路线的规划,完成了齿面及齿槽加工轨迹的求解。通过分析指形铣刀加工凸、凹面过程中的运动特点,求解了加工凸凹面转换过程中的轮坯分度角。通过指形铣刀截形坐标的求解,在VERICUT环境下生成了刀具模型。编写了数控加工程序,进行了仿真加工。结果表明,加工路线的规划、运动轨迹的求解、刀具模型的建立及分度角度的计算等均正确,为该齿轮的实际加工提供了范例。

大模数直齿锥齿轮的加工与修形

针对大模数直齿锥齿轮加工困难,专业设备缺乏的现状,提出在立式铣床上采用指状铣刀加工的方法。基于锥齿成形加工的原理,计算加工参数,拟合走刀轨迹,分析计算齿形误差。根据直齿锥齿轮修形理论,针对齿形误差,提出采用模数铣刀进行修形的方法;在VERICUT上进行仿真,通过比较修形前后齿形残余量,检验修形效果,验证方案的可行性。进行加工试验,采用三坐标测量仪对修形前后的齿形精确测量,得出修形前后啮合区域最大误差量(啮合方向)分别小于0.563mm和0.041mm。进行啮合试验,修形后齿轮端部应力集中现象消失,啮合区域向齿面中央集中。

克林贝格摆线齿锥齿轮基于整体刀盘的切齿加工

为了在国产数控弧齿锥齿轮铣齿机上加工克林贝格摆线齿锥齿轮,对采用整体刀盘加工摆线齿锥齿轮的方法进行了研究。基于摆线齿锥齿轮的切齿加工原理,提出了大轮采用双面法加工,小轮采用单面法加工的切齿方法。参考分体刀盘的结构参数,提出了整体刀盘的刀盘体以及刀齿的设计方法。建立了一种根据相啮合齿面间齿长曲率关系,运用迭代算法确定刀盘半径修正量的方法。根据切齿加工原理以及齿轮啮合原理,给出了基于整体刀盘切齿加工摆线齿锥齿轮的机床调整参数和刀盘参数的计算公式。在国产五轴联动数控弧齿锥齿轮铣齿机上,利用整体刀盘进行了切齿加工实验,通过对齿轮副的啮合滚动检验,验证了采用整体刀盘加工克林贝格摆线齿锥齿轮的切齿加工原理及切齿方法的正确性及可行性。

等基圆锥齿轮加工仿真

提出用立式数控成形铣齿机加工等基圆曲齿锥齿轮的方法。使用Mathematica在二维平面内绘制加工轨迹以及相应的理论齿线,为了直观验证,经过相应变换在三维空间中绘制了刀具轨迹线。给出了在立式数控成形铣齿机上加工等基圆锥齿轮的坐标公式,在Mathematica中提取坐标点生成数控加工代码,导入自定义指形铣刀的截面在VERICUT里完成切齿加工仿真。

特大型直齿锥齿轮成形法铣齿

分析了特大型直齿锥齿轮成形法铣齿的基本原理和刀具齿形曲线设计及其加工误差的处理方法，最后指出了几个应注意的问题。