斜齿圆柱齿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CN108648265A(43)申请公布日2018.10.12(21)申请号201810415934.X(22)申请日2018.05.03(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)发明人刘金武易子超陈阿龙易了(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代理人何家富(51)Int.Cl.G06T17/00(2006.01)G06T19/20(2011.01)权利要求书2页说明书6页附图8页(54)发明名称斜齿圆柱齿轮滚齿加工齿面三维建模方法(57)摘要本发明涉及斜齿圆柱齿轮滚齿加工齿面三维建模方法，通过在计算机辅助绘图软件中，建立齿轮坯三维模型以及滚刀齿刀刃轨迹曲面三维模型，通过加工工艺参数设置，模拟滚齿加工运动，求差绘制得到单齿轮廓三维模型，即可显示出加工后齿轮主要技术特征，以便进行表面观察、粗糙度分析以及性能分析等操作，实现了对斜齿圆柱齿轮滚齿加工齿面三维建模，解决了实验测量齿轮滚齿加工效果成本高的问题，同时还能更进一步分析各项加工参数对零件性能的影响。CN108648265ACN108648265A权利要求书1/2页1.一种斜齿圆柱齿轮滚齿加工齿面三维建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，建立滚齿加工三维模型的步骤：步骤1.1，在计算机辅助绘图软件中，建立齿轮坯三维模型以及滚刀齿刀刃轨迹曲面三维模型；步骤1.2，根据齿轮和滚齿加工的工艺参数，定义齿轮坯三维模型轴向为y轴方向，径向进给沿z轴方向进行；取径向进给Fz，取垂直进给Fy的1/2，装配该齿轮坯三维模型和滚刀齿刀刃三维模型，建立滚齿加工三维模型；步骤2，建立单齿轮廓三维模型的步骤：在计算机辅助绘图软件中，模拟滚刀齿的滚齿加工运动，采用“求差”命令利用滚刀齿刀刃轨迹曲面三维模型对齿轮坯三维模型进行布尔运算，获得单齿廓三维模型。2.根据权利要求1所述的斜齿圆柱齿轮滚齿加工齿面三维建模方法，其特征在于，步骤2包括以下步骤：步骤2.1，将滚刀齿刀刃轨迹曲面三维模型沿x轴正反方向各移动滚刀齿数z2的1/2次，单次移动距离为邻齿轴向间距fx1；滚刀齿刀刃轨迹曲面三维模型每正向移动一次，齿轮坯三维模型相应顺时针转动一次，转动角度为周向转动进给量fω，然后利用“求差”命令将齿轮坯三维模型减去滚刀齿刀刃轨迹曲面三维模型；滚刀齿刀刃轨迹曲面三维模型每反向移动一次，齿轮坯三维模型相应逆时针转动一次，转动角度为周向转动进给量fω，然后利用“求差”命令将齿轮坯三维模型减去滚刀齿刀刃轨迹曲面三维模型；步骤2.2，将齿轮坯三维模型以及滚刀齿刀刃轨迹曲面三维模型移回初始位置；步骤2.3，滚刀齿刀刃轨迹曲面三维模型斜向移动的步骤：将滚刀齿刀刃轨迹曲面三维模型沿y轴和x轴方向移动，直到斜向进给结束，y轴方向移动距离为垂直进给量Fy，x轴方向移动距离为周向直线进给量Fx：滚刀齿刀刃轨迹曲面三维模型沿斜向每移动一次，获得初始位置；重复步骤2.1和步骤2.2，直到斜向移动结束，斜向移动次数为齿轮厚度H除垂直进给量Fy的商减一；获得齿轮坯三维模型进给后剩余部分的三维模型，定义为单齿廓三维模型。3.根据权利要求2所述的斜齿圆柱齿轮滚齿加工齿面三维建模方法，其特征在于，还包括步骤3，构建滚齿加工齿轮三维模型的步骤：在单齿廓三维模型的基础上，采用“布尔运算”中“变换”命令，将单齿廓三维模型按照加工齿数转动多次，获得滚齿加工齿轮三维模型。4.根据权利要求2所述的斜齿圆柱齿轮滚齿加工齿面三维建模方法，其特征在于，还包括步骤4，齿侧轴向表面粗糙度测量的步骤：单齿廓三维模型中，第一交线表示垂直进给Fy后滚刀齿刀刃轨迹曲面三维模型的后区与齿顶圆柱面交线；第二交线表示垂直进给Fy前滚刀齿刀刃轨迹曲面三维模型前区和进给后滚刀齿刀刃轨迹曲面三维模型后区交线；第三交线表示垂直进给Fy前滚刀齿刀刃轨迹曲面三维模型前区与齿顶圆柱面交线；绘制线为垂直进给Fy方向上理想齿廓线，则第一交线、第三交线、绘制线所围区域为余高区；利用计算机辅助绘图软件，量取余高区的高度，得到齿侧轴向表面粗糙度Ra1。2CN108648265A权利要求书2/2页5.根据权利要求2所述的斜齿圆柱齿轮滚齿加工齿面三维建模方法，其特征在于，还包括步骤40，齿侧周向表面粗糙度测量的步骤：定义理想线为y轴向进给为0时平面上理想齿廓线，实际线为y轴向进给为0时平面上实际齿廓线；用计算机辅助绘图软件的尺寸测量命令，量取理想线和实际线的最大距离，即为齿侧周向表面粗糙度Ra2。6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的斜齿圆柱齿轮滚齿加工齿面三维建模方法，其特征在于：该计算机辅助绘图软件为UnigraphicsNX4.0版。3CN1086482