基于通用数控车床的TP蜗杆精密车削方法研究

针对平面包络环面(TP)蜗杆空间螺旋齿面的制造问题,提出了一种在通用数控车床上用标准切槽刀精确车削TP蜗杆的方法。首先根据齿轮啮合原理和NURBS曲面建模方法,推导并且精确重构了TP蜗杆的数字化齿面;均匀离散齿面构造了空间螺旋轨迹线,把齿面离散点旋转变换到车削平面,沿齿廓法向偏置刀尖圆弧半径得到了刀位点;根据刀位点数据和锥螺纹车削指令,编写生成了TP蜗杆精密车削程序;最后,通过仿真切削实验对该方法的可行性进行了验证。研究结果表明:采用该方法和相应齿面离散数据的TP蜗杆仿真加工,齿面的误差均匀、精度高,加工误差绝对值平均约为0.14μm和1.2μm;该方法效率高、加工精度高,对批量生产平面包络环面蜗杆有较高的指导价值。

TI蜗杆齿顶倒角建模及通用数控车削方法

在批量生产中,渐开面包络环面(Toroidal Involute,TI)蜗杆修缘和倒角加工自动化程度差且依赖人工。为此,提出一种TI蜗杆齿顶倒角特征建模与数控车削自动编程方法,在通用数控车床上即可实现TI蜗杆和齿顶倒角加工:首先将蜗杆齿面与毛坯外轮廓面进行求交,得到齿顶交线,并根据左右齿面齿顶交线的位置关系,设计出两端修缘车削轨迹;其次由修缘曲面对齿顶交线进行修正,通过齿顶交线离散点位置的空间几何关系获取相邻特征曲面的切矢量并旋转投影到车削XZ平面;再次根据投影切矢量建立齿顶倒角特征模型,进而计算出倒角轨迹和刀位数据;最后将刀位极坐标化,采用锥螺纹车削指令和极坐标刀位进行TI蜗杆的车削倒角数控编程。以TI蜗杆齿顶倒角计算及仿真切削实例验证了TI蜗杆齿顶倒角车削加工方法的可行性。