一种弧面蜗轮滚削齿廓虚拟加工方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110083978A(43)申请公布日2019.08.02(21)申请号201910401198.7(22)申请日2019.05.15(71)申请人厦门理工学院地址361000福建省厦门市集美区后溪镇理工路600号(72)发明人刘金武张梁易子超袁志群(74)专利代理机构厦门市精诚新创知识产权代理有限公司35218代理人戚东升(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图8页(54)发明名称一种弧面蜗轮滚削齿廓虚拟加工方法(57)摘要本发明公开一种弧面蜗轮滚削齿廓虚拟加工方法，根据弧面蜗轮设计参数，弧面蜗轮滚刀设计参数，加工工艺参数，模拟滚齿运动，采用UG软件先建立弧面蜗轮加工三维模型，然后建立四齿槽弧面蜗轮三维模型和全齿槽余量模型，最后通过“布尔运算”→“变换”命令建立全齿弧面蜗轮三维模型。本发明能直观反映弧面蜗轮齿廓表面形貌，同时获得表面坐标数据，效率高和精度高。CN110083978ACN110083978A权利要求书1/2页1.一种弧面蜗轮滚削齿廓虚拟加工方法，其特征在于包括如下步骤：S1、根据弧面蜗轮蜗杆设计参数、弧面蜗轮滚刀设计参数和滚齿加工工艺参数，模拟滚齿加工运动和滚刀与蜗轮坯的相对位置，利用UG软件，在X－Y－Z坐标系内，先建立蜗轮毛坯三维模型，再建立弧面蜗轮滚刀刀刃轨迹三维模型，最后，取径向进给Fz(mm/次)次数为一次，结合该2个三维模型建立弧面蜗轮加工三维模型；S2、在弧面蜗轮加工三维模型的基础上，模拟滚齿加工运动，采用“求差”命令利用弧面蜗轮滚刀刀刃轨迹三维模型对弧面蜗轮毛坯三维模型进行布尔运算，获得四齿槽弧面蜗轮三维模型；S3、四齿槽弧面蜗轮三维模型基础上，再建立蜗轮毛坯三维模型，用蜗轮毛坯三维模型减去四齿槽弧面蜗轮三维模型最后剩余部分，获得4个齿槽的余量模型，将齿槽2，齿槽3和齿槽4的余量模型转至齿槽1的位置，对4个齿槽余量模型进行“求和”运算获得全齿槽余量模型；S4、在全齿槽余量模型的基础上，将全齿槽余量模型绕y轴旋转，复制z次，获得z个全齿槽余量模型，再建立一个蜗轮毛坯三维模型，将蜗轮毛坯三维模型利用“求差”命令减去z个全齿槽余量模型，获得全齿弧面蜗轮三维模型。2.根据权利要求1所述的一种弧面蜗轮滚削齿廓虚拟加工方法，其特征在于：利用UG软件，将弧面蜗轮加工三维模型转换成X－Z主视图，其参数为：滚刀周向进给量Fx(mm/次)、蜗轮毛坯周向转动进给量fω(°/次)，径向进给量Fz(mm/次)，滚刀中心与蜗轮毛坯中心距L(mm)，蜗轮齿顶圆直径da2(mm)，蜗轮滚刀长度L1(mm)；将弧面蜗轮加工三维模型转换成X－Y俯视图，其参数为：蜗轮厚度H(mm)，弧面蜗轮螺旋角β2(°)，顺时针为正，是右螺旋；将弧面蜗轮加工三维模型转换成Y－Z左视图，其参数为：滚刀转速n(r/min)，径向进给量fz(mm/次)。3.根据权利要求2所述的一种弧面蜗轮滚削齿廓虚拟加工方法，其特征在于：S2中四齿槽弧面蜗轮三维模型的步骤，如下(1)在弧面蜗轮加工三维模型X－Z主视图基础上，开始弧面蜗轮加工三维模型X－Z主视图的初始位置将弧面蜗轮滚刀刀刃轨迹三维模型正方向移动Z3/2次，移动距离fx(mm/次)；每正向移动一次，蜗轮毛坯三维模型相应顺时针转动一次，转动角度为fω(°/次)，利用“求差”命令用蜗轮毛坯三维模型减去弧面蜗轮滚刀刀刃轨迹三维模型，直到移动结束获得蜗轮毛坯三维模型剩余部分的三维模型；Z3表示滚刀齿数(个)；将蜗轮毛坯三维模型剩余部分的三维模型转回和弧面蜗杆滚刀刀刃轨迹三维模型移回到初始位置；然后从初始位置将弧面蜗轮滚刀刀刃轨迹三维模型反方向移动z3/2次，移动距离fx(mm/次)；每反向移动一次，蜗轮毛坯三维模型剩余部分相应逆时针转动一次，然后利用“求差”命令用蜗轮毛坯三维模型剩余部分减去弧面蜗轮滚刀刀刃轨迹三维模型，直到移动结束再次获得蜗轮毛坯三维模型剩余部分的三维模型；(2)将步骤(1)获得的蜗轮毛坯三维模型剩余部分的三维模型转回初始位置，并将弧面蜗轮滚刀刀刃轨迹三维模型移回初始位置；(3)将蜗轮毛坯三维模型剩余部分减去弧面蜗轮滚刀刀刃轨迹三维模型，获得蜗轮毛2CN110083978A权利要求书2/2页坯三维模型最后剩余部分的三维模型，称为四齿槽弧面蜗轮三维模型。4.根据权利要求1所述的一种弧面蜗轮滚削齿廓虚拟加工方法，其特征在于：该加工方法采用UG4.0以上软件版本，步骤S1中采用采用100比1的比例。5.根据权利要求3所述的一种弧面蜗轮滚削齿廓虚拟加工方法，其特征在于：利用UG软件“测量”功能命令确定曲面坐标，并定义和测量表面粗糙度。3CN110083978A说明书1/6页一种弧面