数控强力刮齿加工误差分析及补偿

在数控强力刮齿加工过程中,针对因刮齿机床各项误差耦合造成的加工精度不高的问题,基于空间交错轴斜齿轮啮合原理,建立内齿圆柱齿轮强力刮齿加工的数学模型。由包含误差的齿面方程与理论齿面方程对比,得到机床各调整参数误差与全齿形法向偏差的变化规律,通过建立机床各调整参数误差与齿形偏差关联函数,提出一种基于建立齿形误差敏感系数矩阵的误差补偿方法。以一个内齿圆柱齿轮的刮齿加工计算实例验证本文所提方法的可行性。研究结果表明:因机床调整参数误差造成的齿形偏差得到了高精度补偿和修正,有效提高了强力刮齿的加工精度。

数控强力刮齿加工锥齿刀刃形计算

针对强力刮齿加工的锥齿刀刀具刃形设计困难的问题,提出了一种用于加工渐开线齿形的锥齿刮齿刀刃形计算方法。根据交错轴空间啮合理论,建立内齿圆柱齿轮强力刮齿加工数学模型,推导并求解啮合方程式,得到刮齿刀齿面方程;对设计有前角的刮齿刀刃口廓形进行计算,得到锥齿刮齿刀的法面刃口曲线方程;以一种加工内直齿圆柱齿轮的锥齿刮齿刀为例,通过刮齿刀展成运动包络出的齿形和运动仿真分析,检查刀具规避干涉的能力,验证了该锥齿刮齿刀的计算方法准确可行。

机床几何位姿误差对强力刮齿加工精度的影响及修正

为减小机床几何位姿误差对强力刮齿加工精度的影响,分析了刮齿法向轮廓误差对各项几何位姿误差的敏感性,并给出了误差修正方法。基于齐次坐标变换理论,根据机床结构建立含误差的机床运动传递链。由刮齿加工成形原理,建立含误差的齿面方程及几何位姿误差与齿面法向轮廓误差的映射关系,分析法向轮廓误差对各项几何位姿误差的敏感性,得到敏感误差项。提出一种实际逆向运动学方法求解刮齿加工成形函数,从而获得误差修正后的数控代码解析表达式。以圆柱内齿轮刮削为例,仿真切削并分析了几何位姿误差修正前后的法向轮廓精度,结果表明所提方法可有效修正机床几何位姿误差导致的加工误差,提高刮齿加工精度。

基于西门子840Dsl系统的数控强力刮齿加工软件开发

在研究SINUMERIK 840Dsl数控系统HMI二次开发方法的基础上,介绍了数控系统二次开发的一般步骤。以数控强力刮齿为研究对象,利用SINUMERIK Operate编程包,在Qt跨平台开发框架下进行人机界面设计,使用C++编程语言编写后台逻辑程序,以sqlite数据库作为数据支撑,开发了数控强力刮齿软件,并嵌入SINUMERIK 840Dsl数控系统中,实现了NC代码生成、参数计算、数据库管理等功能。

锥形多刃刮齿刀具切削成形过程仿真分析

数控强力刮齿加工是一种全新的高效齿轮加工方法。针对强力刮齿技术中存在的单刃型刀具使用寿命短的问题,提出一种更为高效的新型锥形多刃刮齿刀具。根据空间交错轴啮合理论和刮齿加工齿面形成过程,建立强力刮齿加工运动模型和锥形多刃刀具切削模型。基于仿真加工软件提出一种用于分析多刃刮齿刀具切削成形过程的模拟方法,给出了仿真模型设置、仿真切削加工步骤,并通过对比仿真切削加工结果,分析了多刃型刮齿刀具和单刃型刮齿刀具在切削成形过程中的异同,验证了锥形多刃刮齿刀具的可行性。为研究圆柱齿轮的多刃高效展成成形机理和研制新型锥形多刃刮齿刀具提供理论依据。

圆柱齿轮刮齿加工中的高效切削力预测方法研究

采用建模和有限元仿真方法来计算数控强力刮齿加工中的切削力时,存在较为耗时且复杂的问题,提出了一种基于dexel离散几何建模的切削力预测方法。首先,构建了强力刮齿的运动学模型,并将其应用于dexel实体造型中;然后,提取了三维未变形切屑形状,并通过狄洛尼三角剖分得到了二维切屑横截面;接着,通过计算离散化刀刃上的切削速度确定了其有效的前角和倾角,并使用斜角切削模型进行了切削力预测;此外,采用部分工件建模和叠加估算了整个过程的切削力,以便提高仿真效率;最后,在NT5400DCG车铣床上对所提出的预测方法进行了实际的验证。研究结果表明:相比于现有方法,所提方法的计算效率和预测准确率均得到了提升,切削力预测均方根误差降低了约7 N,准确率提升了约9.7%;该方法有利于预防刀刃的早期疲劳破坏,从而为圆柱齿轮的高质量强力刮齿加工奠定基础。