CNC机床加工弧齿锥齿轮的研究

从数控机床加工弧齿锥齿轮的一般原则出发,分析了在加工弧齿锥齿轮的过程中机床、刀具和工件的运动关系。使用VERICUT软件模拟了加工过程并做了实验。实验证明弧齿锥齿轮能适应CNC机床的加工方式,并能确保高质量、特别是小批量生产。

螺旋锥齿轮数控展成轨迹生成及直接插补算法

给出了螺旋锥齿轮五坐标NC展成加工运动和直接插补算法 .该直接插补算法以NC原理上的最小步长逼近展成轨迹 ,可获最大展成运动精度 .在综合考虑展成允许误差、机床动力特性及伺服驱动能力的基础上 ,给出了进给速度的限制修正及平滑处理算法 ,该算法可作为螺旋锥齿轮数控机床数控系统核心处理算法 .

基于参数曲面映射的五轴数控螺旋加工轨迹计算方法

采用五轴数控机床进行高速加工时,加工干涉及曲面转角处的突变会造成刀轴矢量剧烈变化,而采用传统的退刀再进刀的方法又难免导致加工效率及质量的降低。针对上述问题,提出一种新颖的适用于五轴高速加工的刀具路径生成算法。该方法由偏微分方程的热传导模型,计算得到映射参数域内满足加工参数的温度等值线,制定映射规则并在标准参数域内规划出加工轨迹,从而在对应参数域内映射生成螺旋轨迹,并将该轨迹映射到参数曲面上获得曲面的螺旋加工轨迹,该轨迹可以实现无退刀加工。采用上述算法进行了仿真,仿真结果表明该方法优于现有加工方法,可实现基于参数曲面及裁剪曲面的复杂型腔的高速加工。

四轴数控螺旋锥齿轮铣齿机变性法铣齿研究

研究了四轴数控螺旋锥齿轮铣齿机的运动规律,建立了铣齿机加工坐标系。基于空间坐标变换,分析了由传统铣齿机调整参数转化为四轴数控铣齿机调整参数的原理并提出了实现方法。参照传统的变性法加工原理,推导出工件与摇台间变性法展成运动的滚比变化关系。这样,在四轴数控铣齿机上可以实现变性法加工准双曲面齿轮。

二轴数控螺旋锥齿轮铣齿机变性法铣齿研究

参照Gleason磨齿机的变性法加工原理,推理工件与摇台间变性法展成运动的滚比变化关系。编制数控程序,在两轴数控螺旋锥齿轮铣齿机上实现变性展成运动。利用该方法切制准双曲面齿轮,实验结果表明,此方法完全可行。

螺旋锥齿轮数字化闭环制造的主要功能模块及其实现

基于中心计算机、国产齿轮测量中心和四轴联动数控铣齿机,将齿面的数控展成、数字化检测、计算机数值处理及数字化反调修正有机组合,构建了螺旋锥齿轮数字化闭环制造系统。实际应用表明,该系统能有效控制齿面几何精度与啮合质量,齿面质量稳定,加工效率高。

复杂曲面等残留高度螺旋刀具轨迹生成方法的研究

复杂曲面加工中,刀具轨迹规划是数控加工技术的关键,它的优劣性将直接影响曲面加工的精度和效率。在总结等残留高度法和螺旋走刀模式的特点基础上,对等残留高度法进行改进,提出了基于等残留高度法的螺旋加工模式刀具轨迹生成方法,给出了该方法的生成刀具轨迹的流程。该方法解决了等残留高度法轨迹线零散、轨迹不光滑、不利于高速加工的缺点,实现了加工轨迹光滑连续,在确保加工精度的前提下,提高了曲面加工效率。最后,利用此方法对叶片零件加工实例进行了刀具轨迹规划,在UG加工模块中完成了加工仿真,验证了方法的优越性。

基于优化算法的Free-form型机床各轴运动方程及其对齿面误差的影响

以No.116铣齿机为例,通过推导传统摇台型机床、Free-form型机床中的坐标变换矩阵,根据运动等效转换的原则,应用最小二乘优化原理,用多项式拟合出Free-form型机床各轴的运动方程。通过算例分析,传统摇台型机床与Free-form型机床中的坐标变换矩阵高度吻合,用各轴运动方程在CATIA软件中虚拟加工出的螺旋锥齿轮齿面与理论齿面上的点的距离在0.009mm以内,且该值可控制在0.00001mm以内,验证了该转换方法的正确性。在此基础上,分析了Free-form型机床各轴运动误差对齿面误差的影响,发现B轴为对齿面影响最大的轴,为提高Free-form型机床的制造精度提供了部分理论依据。

Phoenix Ⅱ干切数控铣齿机端面滚齿法数控加工模型

针对当前螺旋锥齿轮干切削机理认识不足而导致不能利用数控机床的干切削功能,设备的先进性得不到充分发挥的情况,分析了螺旋锥齿轮干切削机床——Phoenix Ⅱ数控铣齿机的结构模型并建立了2种机床的坐标系;在保持2种机床坐标系中刀具与工件具有相同的相对运动方向与相对位置的前提下,基于空间坐标变换原理,研究推导了Phoenix Ⅱ数控铣齿机端面滚齿法的数控加工模型。该数控加工模型是一种完全等效、无转换误差的显式转换模型。最后,通过实例计算得到了Phoenix Ⅱ 600HC数控铣齿机各个数控轴加工时的瞬时位置。

螺旋锥齿轮并联加工的奇异分析

简要叙述了大直径、大模数螺旋锥齿轮的并联加工方法;讨论了齿轮加工过程中,机床运动与杆长的关系;以两个典型齿轮为例,以雅可比矩阵为判别公式,考察了加工过程中的奇异,并且编写了仿真程序;最终给出了杆长变化范围。

数控螺旋锥齿轮机床空间精度与加工精度关系的研究

研究了数控螺旋锥齿轮机床的空间精度与工作精度的关系,使用激光多普勒位移检测仪和Sigma系统的MM齿轮检测仪进行了检测与分析,实验证明经空间误差补偿后,数控螺旋锥齿轮机床加工出来的螺旋锥齿轮齿形误差已明显减少,而齿距累积误差和齿距偏差也有一定程度的减少。

新型螺旋锥齿轮数控铣齿机的结构模型设计

基于螺旋锥齿轮的切齿加工原理,结合Free-From型六轴五联动数控铣齿机加工特性,通过改进相关机构使其刀盘机构在平行的轴线上拥有相对啮合的两个刀盘。另外,还设计了两个联动的工作台机构,构成九轴八联动的新型数控铣齿机床,且该新型机床双齿面的假想平顶齿轮与大小齿轮分别相互啮合而同时完成一对共轭齿轮副的加工。这样,利用这种新型机床进行加工,不仅提高了加工效率,还有效的减少了齿面误差以及数字化制造过程中所进行的齿面接触分析(TCA)和齿面误差修正的大量工作,为高效率、高精度、高柔性化的螺旋锥齿轮加工提供了途径。

数控机床刀塔锥齿轮振动噪音分析

由于数控机床刀塔部件的可靠性会影响数控机床的加工精度,以某公司生产的弧齿锥齿轮为研究对象,在齿轮啮合理论的基础上,利用激光扫描逆向工程技术、公差测量技术、装备故障诊断噪音分析技术,以弧齿锥齿轮啮合质量的数字化检测为突破口,从而得到一种齿轮结构参数分析方法,用以探究其产生振动的原因。通过实验提取样件弧齿锥齿轮和改进弧齿锥齿轮实际运行过程中的噪音音频,对比分析两对齿轮的噪音频谱图来验证理论方法的正确性与有效性。分析得到样件弧齿锥齿轮产生噪音的主要原因为弧齿锥齿轮模数过大、齿数过少,重合度低。其研究结果可指导设计与加工,以提高国产弧齿锥齿轮的啮合质量,进而提高机床的加工质量。

面向螺旋锥齿轮数控机床的故障诊断系统建设探讨

针对螺旋锥齿轮数控机床的故障诊断问题,基于故障树分析法,利用VB6. 0软件构建故障诊断系统,实现故障信息的录入、项目内容检索和诊断结果查询。该诊断系统通过逐层搜索和分析,可以快速发现螺旋锥齿轮数控机床故障,找出相应的原因,并给出解决的办法。

基于球头铣刀的弧齿锥齿轮小轮铣削加工方法研究

弧齿锥齿轮小轮铣削通常在专用机床上采用铣刀盘实现,从而导致制造成本较高。为了降低弧齿锥齿轮小轮的制造成本,提出一种在通用四轴数控铣床上采用球头铣刀进行铣削加工的方法。根据齿面数学模型计算齿面离散点坐标,进而创建齿轮实体模型。分析齿根铣削时球头铣刀与齿轮的空间位置关系,以铣削一侧共轭齿面时不刮伤对侧共轭齿面为原则确定球头铣刀直径。以刀杆与齿面不发生干涉为前提,确定处于各个加工位置时的刀轴方向。以沿齿高和齿长方向均匀分布的齿面离散点为基础,创建沿齿高方向分层的粗铣刀路和沿齿长方向分层精铣刀路。创建包含机床、刀具和轮坯的仿真加工环境,完成齿轮铣削仿真。结果表明:相比于铣刀盘,球头铣刀加工得到的过渡曲面曲率半径更大,可降低齿根处的应力集中程度。将刀路导入数控加工系统,在四轴数控铣床上完成齿轮的粗铣和精铣,获得的齿面具有较好的光洁度,从而验证了本方法的可行性。

基于ease-off的通用加工参数的弧齿锥齿轮高阶反调修正研究

利用高阶运动系数表示的通用加工参数用来进行弧齿锥齿轮的精确ease-off齿面反调修正。首先基于通用展成加工模型(UGM)采用高阶多项式函数表达的通用加工参数来定义真实高阶ease-off齿面。然后考虑到方程求解的强烈非线性引入敏感系数矩阵和改进的带置信域策略的Levenberg-Marquardat(L-M)算法来获得精确稳定的通用加工参数反调量。最后基于通用加工参数的高阶反调方法被提出来主要包括:i)最优加工参数调整;ii)高阶ease-off齿面修正。

数控简易铣齿装置上加工螺旋锥齿轮的变性半展成法

在普通数控铣床上增加 1套简易的附加铣齿装置 ,使之成为简易的数控磨床 ,实现一机多用。为了验证理论推导和数值计算结果 ,还在XK5 0 4

格里森专家制造系统(GEMS)开创弧齿锥齿轮及双曲面齿轮数字化制造新纪元

格里森专家制造系统(GleasonExpertManufacturingSystem),简称GEMS系统。GEMS系统是一个集成化的计算机网络软件系统,它集成格里森基于视窗平台的圆锥齿轮软件模块(CAGETM4WIN,G-AGETM4WIN,SummaryManager,FEA,andUMCTM)于一体,提供工程工作站和格里森数控机床之间的信息通讯和互换。GEMS系统创造一个高效、无缝、协同的圆锥齿轮制造系统。本文介绍开发GEMS系统新软件模块的有关理论,包括计算机模拟数控机床加工圆锥齿轮,轻载和重载下的齿轮接触啮合模拟(TCA和LTCA),齿面误差修正,以及高阶运动误差设计等。同时介绍GEMS系统的功能和应用。GEMS系统的应用必将开创弧齿锥齿轮及双曲面齿轮数字化制造新纪元,中国已在应用这项新技术方面首先迈出了成功的一步。

螺旋锥齿轮电极五轴加工实践研究

针对专用铣齿机床加工螺旋锥齿轮时存在的不足,研究了某螺旋锥齿轮电极在通用型五轴数控机床上的小批量加工方法。首先在分析零件齿形结构的基础上,编制了加工工序;其次利用SurfMill9.0软件,生成了五轴加工刀路,并通过碰撞、过切检查,检验了刀路的合理性;然后使用DT编程技术,对实际加工过程进行了仿真,验证了NC程序的可靠性;最后通过在机测量与自动摆正技术,完成了零件的自动摆正与零点更新。生产实践证明:使用该方法加工的螺旋锥齿轮电极尺寸精度及表面质量良好,生产效率较高,能够满足小批量生产要求。

数控螺旋锥齿轮研齿机床结构数学建模

本文以湖南中大创远数控装备有限公司生产的数控螺旋锥齿轮研齿机为例,讨论了数控螺旋锥齿轮研齿机床结构设计时需要明确的问题,包括机床结构的数学模型和各数控轴零位的确定,最终推导出该机床的数学模型并把它推广到其它数控螺旋锥齿轮加工机床(铣齿机、磨齿机)。