基于五軸加工中心的弧齒錐齒輪刀傾法研究
海天精工 加工中心 鉆攻中心前言：弧齒螺旋錐齒輪以其重疊系數(shù)大、承載能力 強(qiáng)、傳動(dòng)比大、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于汽車、航空、重型機(jī)械等領(lǐng)域。因而其加工制造也成為一個(gè)重要的課題。本文就用雙轉(zhuǎn)臺(tái)五軸加工中心（以下簡稱五軸加工中心）加工弧齒螺旋錐齒輪方法的問題進(jìn)行了研究，通過一種運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換求解的新方法，使五軸加工中心完成了傳統(tǒng)弧齒錐齒輪銑齒機(jī)的刀傾法切制小齒輪的切齒運(yùn)動(dòng)。前人所做的類似工作大多數(shù)是關(guān)于Free-Fonn鐵齒機(jī)的，計(jì)算復(fù)雜，f易理解，有些只求得了近似解。魏冰陽等[1]用坐標(biāo)變換的方法研宄了傳統(tǒng)錐齒輪銑齒機(jī)與Free-Form銑齒機(jī)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的問題，由姿態(tài)矩陣相等和位置向量相等兩個(gè)條件列出方程進(jìn)行求解，但方程數(shù)量多，對(duì)產(chǎn)形齒輪和被切制齒輪的速比的敘述不夠明確；王小椿等[2]用矢量旋轉(zhuǎn)的方法，先使齒坯與刀盤的相對(duì)位姿相同，再研究參考點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，以使其相對(duì)運(yùn)動(dòng)也相同，但計(jì)算復(fù)雜，計(jì)算量大，不易求解；張威等[3]在此基礎(chǔ)上，以麥克勞林公式近似地表達(dá)刀傾法加工時(shí)的各軸運(yùn)動(dòng)，提高了計(jì)算效率，但只是求得近似解；Shin[4]等也用坐標(biāo)變換方法研究了兩類加工中心的轉(zhuǎn)換，并用于齒面誤差的高階修正，但所求表達(dá)式過于復(fù)雜。蘇進(jìn)展等[5]通過引入工件軸與工具軸最短距離矢量建立兩種加工中心之間的聯(lián)系，從而進(jìn)行問題的求解；唐進(jìn)元等[6]根據(jù)魏冰陽等的思路，運(yùn)用最小二乘法原理，用多項(xiàng)式擬合出了Free-form型加工中心各軸的運(yùn)動(dòng)方程。本文也是用坐標(biāo)變換的方法，考慮五軸加工中心的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在兩種加工中心中選用原點(diǎn)和z軸分別與齒坯的設(shè)計(jì)交叉點(diǎn)和齒坯軸線重合的坐標(biāo)系作為描述運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)坐標(biāo)系，通過對(duì)基礎(chǔ)坐標(biāo)系的調(diào)整，使得在兩種加工中心中，基礎(chǔ)坐標(biāo)系相對(duì)于其各自的刀盤和齒坯的位姿都相同，采用一種將刀盤相對(duì)于基礎(chǔ)坐標(biāo)系的位姿和齒坯相對(duì)于基礎(chǔ)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)角分開考慮的新方法，分解了計(jì)算過程，化簡了計(jì)算。在計(jì)算齒坯轉(zhuǎn)角時(shí)考慮基礎(chǔ)坐標(biāo)系調(diào)整對(duì)齒坯轉(zhuǎn)角的影響，并據(jù)此對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償，最終實(shí)現(xiàn)了切齒過程由傳統(tǒng)弧齒錐齒輪銑齒機(jī)向五軸加工中心的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行了 VERICUT仿真。1運(yùn)動(dòng)模型的轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)兩類加工中心運(yùn)動(dòng)模型的轉(zhuǎn)換的基本原理是，保持刀盤和齒坯的相對(duì)位姿在五軸加工中心中和在弧齒錐齒輪銑齒機(jī)中是相同的，在兩類加工中心中分別確定各自的基礎(chǔ)坐標(biāo)系，用以描述其刀盤相對(duì)于齒坯的位姿，如果刀盤和齒坯相對(duì)于基礎(chǔ)坐標(biāo)系的姿態(tài)在兩種加工中心中都是相同的，只需在其各自基礎(chǔ)坐標(biāo)系下描述刀盤和齒坯的相對(duì)位置，并使其也相同，便可實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)換。如圖1是格里森No. 116型弧齒錐齒輪銑齒機(jī)的模型示意圖，其各主要部件的運(yùn)動(dòng)均己表示在圖中，箭頭方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)正方向，對(duì)其中各運(yùn)動(dòng)參數(shù)的詳細(xì)描述見下文。根據(jù)格里森No. 116加工中心的運(yùn)動(dòng)關(guān)系建立其運(yùn)動(dòng)模型。將加工中心的運(yùn)動(dòng)傳遞路線分為兩段：其一是從加工中心固定坐標(biāo)系到刀盤的坐標(biāo)系關(guān)系，圖2表示由加工中心固定坐標(biāo)系到刀轉(zhuǎn)體的坐標(biāo)系關(guān)系，圖3表示由刀轉(zhuǎn)體到刀盤的坐標(biāo)系關(guān)系；其二是從加工中心固定坐標(biāo)系到工件箱的坐標(biāo)系關(guān)系，如圖5所示。海天精工 備注：為保證文章的完整度，本文核心內(nèi)容都PDF格式顯示，如未有顯示請(qǐng)刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試，手機(jī)瀏覽可能無法正常使用！結(jié)束語：本文通過對(duì)格里森No.116加工中心和五軸加工中心的運(yùn)動(dòng)模型的分析，提出了一種運(yùn)動(dòng)模型轉(zhuǎn)換的新方法，分解了計(jì)算過程，化簡了計(jì)算，并應(yīng)用這一方法求解了由雙轉(zhuǎn)臺(tái)五軸加工中心實(shí)現(xiàn)格里森No.116加工中心切齒運(yùn)動(dòng)的問題，從而用五軸加工中心實(shí)現(xiàn)刀傾法加工小齒輪的目標(biāo)。顯然，使刀傾角和刀轉(zhuǎn)角為零，即可實(shí)現(xiàn)滾切法加工大齒輪，在此基礎(chǔ)上，使?jié)L比為零，即沒有滾切運(yùn)動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)成形法加工大齒輪。由于實(shí)現(xiàn)了切齒過程的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換，所以理論上當(dāng)狀態(tài)點(diǎn)足夠多時(shí)，用這種方法加工出的齒輪和用格里森No.116加工中心加工出的齒輪的齒型應(yīng)該是一致的，切削仿真證明了這種方法的正確性。該方法具有理論意義和應(yīng)用價(jià)值。對(duì)其它型號(hào)加工中心運(yùn)動(dòng)模型轉(zhuǎn)換也具有參考意義。海天精工是一家集銷售、應(yīng)用及服務(wù)于一體的公司。產(chǎn)品包括：CNC加工中心、鉆攻中心、龍門加工中心、雕銑機(jī)、石墨機(jī)、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機(jī)床的生產(chǎn)工廠設(shè)在廣東省寧波市，目前其生產(chǎn)的加工中心70%出口，其中出口到歐洲占到50%。我們盡心、盡力、盡意的服務(wù)！聲明：本站文章均來自網(wǎng)絡(luò)，所有內(nèi)容不代表本站觀點(diǎn)，本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任！