重型弧齿锥齿轮铣齿机数控加工模型建立与仿真

通过分析弧齿锥齿轮加工原理及传统机械摇台式弧齿锥齿轮铣齿机的结构和机床运动关系,建立了弧齿锥齿轮铣齿机加工坐标系。采用刀盘主轴进给方式代替传统的整体工件箱部件或摇台部件进给方式,建立了重型弧齿锥齿轮铣齿机三维结构模型。分析了由传统机械摇台式弧齿锥齿轮铣齿机调整参数转变为重型数控弧齿锥齿轮铣齿机调整参数的原理和计算方法,建立了重型弧齿锥齿轮铣齿机的数控加工模型。通过计算实例,得到了重型数控弧齿锥齿轮铣齿机铣齿加工时机床各运动轴的瞬时位置。建立了重型弧齿锥齿轮铣齿机仿真加工机床模型,并进行了仿真加工,仿真结果满足弧齿锥齿轮铣齿机功能性验证要求。     

螺旋锥齿轮齿面误差修

研究了基于数控加工螺旋锥齿轮齿面误差修正技术.提出了一种由摇台型机床调整参数向Free-Form机床转换的方法,建立了基于数控加工齿面误差模型;在此基础上,以齿面误差平方和最小为目标函数,优化摇台型机床调整参数,再将其转换为数控加工形式,从而实现数控齿面修正.最后通过算例表明,经过改变加权系数和优化可以达到齿面误差较高精度修正要求.     

数控螺旋锥齿轮磨齿机机床加工误差补偿

根据螺旋锥齿轮齿面的数学模型,对轮齿曲面进行了离散化处理.运用矢量运算的方法,给出了齿面离散点径矢及其法矢的计算方法.基于螺旋锥齿轮切齿计算得到的比例修正参数以及砂轮可任意修形的特点,建立了一种基于比例修正参数和砂轮参数,对机床加工误差进行补偿的方法,运用最优化算法可得到各种比例修正参数的修正倍数以及砂轮参数的改变量.通过实际的磨齿加工、齿形误差的测量以及机床调整参数的补偿,验证了机床加工误差补偿方法的正确性.     

数控螺旋锥齿轮磨齿机机床加工误差补偿

根据螺旋锥齿轮齿面的数学模型,对轮齿曲面进行了离散化处理。运用矢量运算的方法,给出了齿面离散点径矢及其法矢的计算方法。基于螺旋锥齿轮切齿计算得到的比例修正参数以及砂轮可任意修形的特点,建立了一种基于比例修正参数和砂轮参数,对机床加工误差进行补偿的方法,运用最优化算法可得到各种比例修正参数的修正倍数以及砂轮参数的改变量。通过实际的磨齿加工、齿形误差的测量以及机床调整参数的补偿,验证了机床加工误差补偿方法的正确性。     

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。     

成形法加工螺旋锥齿轮铣削力模型

根据成形法加工螺旋锥齿轮的几何理论,推导了任意时刻切削厚度和切削宽度的计算公式,建立了成形法加工螺旋锥齿轮大轮的动态铣削力模型,通过单因素实验标定了铣削力系数,编写了成形法加工螺旋锥齿轮大轮动态铣削力仿真程序.为验证动态铣削力模型的有效性,设计了实验装置.铣削力计算结果和实验结果的误差不超过±15％,证明了铣削力模型的正确性.     

刀倾法数控加工机床调整参数转换

研究了刀倾法加工摇台型机床调整参数向Free-Form型机床转换的原理和方法.建立了基于空间坐标变换刀倾法加工的数学模型,可用于单齿分度和连续分度加工;在摇台型机床固定坐标系中,通过辅助坐标系确定了刀具轴和工件轴之间的相对位置和相对运动关系,将这种关系等价地转换到Free-Form坐标系,确定6个数控轴表达式并进行多项式展开.最后,通过算例验证本文转换方法的正确性,TCA结果表明这种转换方法是可行的.     

机床误差对螺旋锥齿轮齿形的影响规

基于螺旋锥齿轮齿面分析的数学模型,采用最优化算法和一种新的计算齿形误差的方法,计算了误差齿面与理论齿面在理论齿面法线方向的齿形误差.通过引入机床调整误差和刀具参数误差,分析了各种误差对螺旋锥齿轮齿形的影响规律,以图形的方式表示了误差齿面相对于理论齿面的偏离方向以及误差值的大小,为机床的精度设计、齿形误差的修正以及指导实际加工提供了理论依据.通过实际的磨齿加工和检测对算法以及分析结果进行了验证.     

弧齿锥齿轮切齿机床参数的调整计算

针对弧齿锥齿轮传动的综合问题,阐述了弧齿锥齿轮切齿参数在刀具成形半径受限、展成链传动比受限、刀具成形半径和展成链传动比同时受限三种条件下机床调整的计算方法,从而为满足弧齿锥齿轮传动啮合质量,即局部接触斑点尺寸范围、旋转传动相对均匀性,提供了切实可行的思路,并用典型计算实例,演示了弧齿锥齿轮磨齿机床参数调整的步骤、方法。     

基于多体理论的数控机床精度逆设计方法

为使机床精度设计有定量的理论数值供参考,依据线性空间集合与映射的数学理论,以多体系统误差建模理论为基础,建立了机床几何误差综合作用时的产品加工质量近似模型。运用蒙特卡罗法对满足加工精度要求的产品进行关键参数数据抽样,从而依据近似模型逆向推导数控机床各轴几何精度。以螺旋锥齿轮铣齿机各轴精度逆设计为例,近似模型以显式的方式揭示了机床几何误差和齿面加工误差间的定量关系,可有效地依据齿轮精度要求逆向推导机床各轴几何精度。