一种渐开线蜗轮滚齿加工齿面三维建模方法.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CN110008549A(43)申请公布日2019.07.12(21)申请号201910229955.7(22)申请日2019.03.26(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)发明人刘金武孙贵斌易子超袁志群(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)G06T17/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图8页(54)发明名称一种渐开线蜗轮滚齿加工齿面三维建模方法(57)摘要本发明公开一种渐开线蜗轮滚齿加工齿面三维建模方法，根据渐开线蜗轮设计参数，渐开线滚刀设计参数，加工工艺参数，模拟滚齿运动，采用UG软件先建立渐开线蜗轮加工三维模型，然后建立五齿槽渐开线蜗轮三维模型，最后通过“布尔运算”→“变换”命令建立全齿渐开线蜗轮三维模型。本发明直观反映滚齿加工渐开线蜗轮齿廓表面形貌，同时获得表面粗糙度Ra1(μm)值，直观性好，效率高和精度高。CN110008549ACN110008549A权利要求书1/2页1.一种渐开线蜗轮滚齿加工齿面三维建模方法，其特征在于包括如下步骤：S1、建立渐开线蜗轮加工三维模型根据渐开线蜗轮蜗杆设计参数、渐开线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，先建立渐开线蜗轮毛坯三维模型，再建立一个渐开线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X－Y—Z坐标系内渐开线蜗轮加工三维模型；S2、建立五齿槽渐开线蜗轮三维模型在渐开线蜗轮加工三维模型基础上，模拟滚齿加工运动，采用“求差”命令利用渐开线滚刀刀刃轨迹三维模型对渐开线蜗轮毛坯三维模型进行布尔运算，获得五齿槽渐开线蜗轮三维模型；S3、构建全齿渐开线蜗轮三维模型在五齿槽渐开线蜗轮三维模型的基础上，通过UG软件采用“布尔运算”→“变换”，“删除”命令进行操作，获得全齿渐开线蜗轮三维模型。2.根据权利要求1所述的一种渐开线蜗轮滚齿加工齿面三维建模方法，其特征在于：步骤S2中，还包括确定表面粗糙度将五齿槽渐开线蜗轮三维模型转化成X－Z平面主视图，并放大，利用UG软件绘制第一线和第二线；其中第一线为y＝0mm平面上中间齿槽理想齿廓线，第二线为该平面上中间齿槽实际齿廓线，利用UG软件的尺寸测量命令，量取第一线和第二线的最大距离，即为表面粗糙度Ra1(μm)。3.根据权利要求1所述的一种渐开线蜗轮滚齿加工齿面三维建模方法，其特征在于：步骤S1中，利用UG软件采用100比1的比例，建立渐开线蜗轮毛坯三维模型。4.根据权利要求1所述的一种渐开线蜗轮滚齿加工齿面三维建模方法，其特征在于：步骤S1中，利用UG软件将渐开线蜗轮加工三维模型转换成X—Z平面内主视图，其参数如下：渐开线滚刀周向进给量Fx(mm/次)、渐开线蜗轮毛坯周向转动进给量fω(°/次)，径向进给量Fz(mm/次)，渐开线蜗轮周节Pa(mm)，渐开线示蜗轮齿顶圆直径da2(mm)。5.根据权利要求1所述的一种渐开线蜗轮滚齿加工齿面三维建模方法，其特征在于：步骤S1中，利用UG软件将渐开线蜗轮加工三维模型转换成X—Y平面内俯视图，其参数如下：渐开线蜗轮厚度H(mm)，渐开线蜗轮螺旋角β2(°)，顺时针为正，是右螺旋。6.根据权利要求1所述的一种渐开线蜗轮滚齿加工齿面三维建模方法，其特征在于：步骤S1中，利用UG软件将渐开线蜗轮加工三维模型转换成Y—Z平面内左视图，其参数如下：滚刀转速n(r/min)，滚刀外径de(mm)，径向进给量fz(mm/次)。7.根据权利要求4所述的一种渐开线蜗轮滚齿加工齿面三维建模方法，其特征在于：S2中，五齿槽渐开线蜗轮三维模型建立步骤如下：(1)、在渐开线蜗轮加工三维模型主视图基础上，将渐开线滚刀刀刃轨迹三维模型沿x轴正反方向各移动Z3/2次，移动距离fx(mm/次)；开始从初始位置将渐开线滚刀刀刃轨迹三维模型每正向移动一次，渐开线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”命令用蜗轮模型减去滚刀模型，获得蜗轮模型剩余部分的三维模型；将蜗轮模型剩余部分的三维模型和滚刀模型转回初始位置；2CN110008549A权利要求书2/2页然后从初始位置将滚刀模型每反向移动一次，蜗轮模型相应逆时针转动一次，然后“求差”获得蜗轮模型剩余部分的三维模型，其中Z3表示渐开线滚刀齿数(个)；(2)将步骤(1)获得的蜗轮模型剩余部分转回初始位置，并将滚刀模型移回到初始位置；(3)将蜗轮模型剩余部分减去滚刀模型，获得蜗轮模型最后剩余部分，称为五齿槽渐开线蜗轮三维模型。8.根