本文關(guān)鍵詞：基于五軸聯(lián)動加工中心范成加工圓柱齒輪的方法研究

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【摘要】：隨著國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電、船舶工業(yè)等國家重大工程的建設(shè),對大模數(shù)大直徑齒輪的需求量呈持續(xù)上升趨勢。目前大型齒輪加工均是外齒在滾齒機(jī)床上加工,內(nèi)齒在插齒機(jī)床加工以及成形銑齒用指狀銑刀在銑齒機(jī)床上進(jìn)行齒形加工。本文研究的目的是打破國外技術(shù)的封鎖,突破國外技術(shù)對刀具、機(jī)床和軟件的限制,解決在沒有大型滾齒機(jī)、插齒機(jī)和銑齒設(shè)備,沒有大型齒輪滾刀、插齒刀和成形銑刀等專用刀具的情況下,實現(xiàn)采用通用機(jī)床和通用刀具進(jìn)行范成加工大型齒輪齒形。本文研究將為大型齒輪加工提供經(jīng)濟(jì)有效的解決方案,使得單件小批量大型齒輪加工在無專用齒輪加工設(shè)備的情況下成為可能,對于滿足國家重大工程大型齒輪急需具有重要的意義。本文研究的主要內(nèi)容是研究如何在缺少大型專用滾齒、插齒和銑齒機(jī),沒有齒輪滾刀、插齒刀和成形銑刀等專用刀具前提下,使用通用五軸聯(lián)動加工中心和通用刀具來經(jīng)濟(jì)有效地加工大型齒輪。通過對大型圓柱齒輪齒廓成形原理和加工技術(shù)的深入研究,建立漸開線齒廓數(shù)學(xué)建模和刀具模型,然后進(jìn)行刀路軌跡規(guī)劃計算,通過后置處理將刀位軌跡文件轉(zhuǎn)換生成NC代碼,并對NC代碼進(jìn)行數(shù)控加工模擬仿真,最后將得到的正確無誤的NC代碼導(dǎo)入五軸聯(lián)動加工中心進(jìn)行實際加工來驗證新方法的正確有效。由于本文僅做齒輪新加工方法的驗證,所以實驗加工毛坯選用了模數(shù)為4mm,齒數(shù)為23的圓柱直齒輪,并將利用此方法加工出來的齒輪與傳統(tǒng)滾齒和采用球刀、立銑刀及通用CAD/CAM軟件加工的齒輪進(jìn)行對比,從加工精度、效率等方面證明新方法的優(yōu)勢。通過研究和實驗驗證最終開發(fā)出一套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的CAM軟件,利用通用三面刃銑刀和五軸聯(lián)動加工中心加工圓柱直齒或斜齒。
【關(guān)鍵詞】：大型齒輪 齒形加工 柔性生產(chǎn)方法 通用性
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG61
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 齒輪齒形加工及其發(fā)展8-10
• 1.1.1 齒輪齒形的變化8-9
• 1.1.2 齒輪加工方法的改進(jìn)9-10
• 1.2 大型齒輪加工技術(shù)10-12
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容及其意義12-13
• 1.4 本章小結(jié)13-14
• 2 齒輪齒形加工方法及其數(shù)學(xué)模型的建立14-34
• 2.1 齒輪齒形加工方法14-21
• 2.1.1 齒形加工運(yùn)動學(xué)分析14
• 2.1.2 成形銑刀加工14-16
• 2.1.3 球頭銑刀加工16-17
• 2.1.4 滾齒加工17-20
• 2.1.5 五軸聯(lián)動加工中心范成加工20-21
• 2.2 齒輪數(shù)學(xué)模型的建立21-31
• 2.2.1 漸開線及其傳動特性21-24
• 2.2.2 直齒圓柱齒輪齒廓數(shù)學(xué)建模24-28
• 2.2.3 漸開線變位齒輪齒廓坐標(biāo)方程28-31
• 2.3 刀具數(shù)學(xué)模型的建立31-32
• 2.4 本章小結(jié)32-34
• 3 刀具軌跡規(guī)劃及其程序?qū)崿F(xiàn)34-50
• 3.1 坐標(biāo)系的建立34-36
• 3.2 刀具軌跡規(guī)劃軟件實現(xiàn)36-43
• 3.2.1 三維模型的建立36-38
• 3.2.2 刀具軌跡規(guī)劃計算38-43
• 3.3 程序后置處理43-48
• 3.4 本章小結(jié)48-50
• 4 齒輪齒形數(shù)控加工仿真50-60
• 4.1 數(shù)控加工仿真技術(shù)50-51
• 4.2 齒輪加工虛擬機(jī)床仿真步驟51-53
• 4.3 齒輪仿真系統(tǒng)的建立53-57
• 4.4 數(shù)控加工仿真過程57-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 5 齒輪齒形加工驗證及對比60-78
• 5.1 加工實驗條件介紹60-64
• 5.2 滾刀加工64-66
• 5.3 球刀加工66-68
• 5.3.1 基于HyperMill的加工實現(xiàn)66-68
• 5.3.2 實機(jī)加工68
• 5.4 五軸聯(lián)動加工中心范成法加工68-72
• 5.4.1 加工方法介紹68-69
• 5.4.2 實機(jī)加工69-72
• 5.5 加工方法對比72-75
• 5.6 本章小結(jié)75-78
• 6 總結(jié)與展望78-80
• 6.1 全文總結(jié)78
• 6.2 展望78-80
• 致謝80-82
• 參考文獻(xiàn)82-84

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