一种螺旋面成形加工方法.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CN106020112A(43)申请公布日2016.10.12(21)申请号201610420412.X(22)申请日2016.06.14(71)申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区沙正街174号(72)发明人李国龙娄洋王时龙钟金童钟映寰(74)专利代理机构重庆博凯知识产权代理有限公司50212代理人周辉(51)Int.Cl.G05B19/19(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称一种螺旋面成形加工方法(57)摘要本发明公开了一种螺旋面成形加工方法，包括选用与待加工工件螺旋面相匹配的成形刀具对待加工工件进行成形加工的步骤；加工前，先确定待加工工件螺旋面的理论截形，再根据螺旋面的理论截形确定成形刀具的理论截形，然后根据成形刀具的理论截形得出螺旋面的实际截形，将螺旋面的实际截形与螺旋面的理论截形对比，二者的最大误差小于待加工工件的精度，确定此时获得的成形刀具截形符合要求；否则，作出将螺旋面的实际截形相对于螺旋面的理论截形的对称螺旋面截形，再以对称螺旋面截形作为新的螺旋面的理论截形，进行迭代计算，直到误差符合要求。本发明具有利于提高成形刀具的廓形精度，减小与待加工工件的干涉，提高齿轮的加工精度等优点。CN106020112ACN106020112A权利要求书1/2页1.一种螺旋面成形加工方法，包括选用与待加工工件螺旋面相匹配的成形刀具对待加工工件进行成形加工的步骤；其特征在于，加工前，采用如下步骤对成形刀具的廓形进行确定：a、根据待加工工件螺旋曲面与成形刀具的空间几何关系建立工件坐标系以及成形刀具坐标系；b、确定待加工工件螺旋面的结构和参数，即待加工工件螺旋面在工件坐标系下的理论截形方程；c、根据步骤b中待加工工件螺旋面的理论截形方程，由螺旋面与成形刀具的相切特性推导出工件坐标系下的接触线，通过坐标变换将接触线转换到成形刀具坐标系中，并绕成形刀具的轴线旋转形成成形刀具的回转面，由此得到成形刀具在成形刀具坐标系中的轴向截形方程；d、通过坐标变换将成形刀具在成形刀具坐标系中的轴向截形方程转换到工件坐标系中，根据接触线条件式得到成形刀具的回转面上的接触线，将接触线绕待加工工件的轴线作螺旋运动，可以得到待加工工件螺旋面，进而得到采用步骤c中的成形刀具实际加工的待加工工件螺旋面在工件坐标系中的实际截形方程；f、将步骤d中的螺旋面的实际截形方程中的各点与步骤b中的螺旋面的理论截形方程中对应的点进行对比，若二者的最大误差小于待加工工件的精度，则确定步骤c中所获得的成形刀具截形满足成形刀具廓形要求；否则，以步骤b中螺旋面的理论截形方程中的各点为中点求步骤d中螺旋面的实际截形方程中的对应点的镜像点，进一步得到由镜像点组成的对称螺旋面截形方程，对称螺旋面截形与步骤d中螺旋面的截形相对于步骤b中螺旋面的理论截形对称；将对称螺旋面截形方程替代步骤c中的理论截形方程，重复步骤c～f。2.如权利要求1所述的螺旋面成形加工方法，其特征在于，步骤b中所述待加工工件螺旋面在工件坐标系下的理论截形方程为：步骤c中所述成形刀具在成形刀具坐标系中的轴向截形方程为：步骤d中待加工工件螺旋面在工件坐标系中的实际截形方程为：其中，R和满足下式：2CN106020112A权利要求书2/2页上述各式中：R为成形刀具截形上各点对应的半径，rb为基圆半径，σ0为Oe与x轴夹角，其中，Oe为渐开线起点与基圆圆心的连线，u为渐开线发生线在基圆上的切点与渐开线起点所对应的圆心角参数，θ为曲线旋转角参数，p为螺旋参数，∑为刀具轴与工件轴的夹角，a为刀具与工件的中心矩。3CN106020112A说明书1/5页一种螺旋面成形加工方法技术领域[0001]本发明涉及机械加工领域，特别的涉及一种螺旋面成形加工方法。背景技术[0002]螺旋面是机械产品中应用较为广泛的一类曲面，如螺旋齿轮、圆柱立铣刀及螺杆转子等，它们的表面就是螺旋面。在制造中，由于螺旋面成形复杂、技术参数多、工艺性要求较强、制造精度不易保证等，使得其成形原理及加工技术的研究一直是机械制造领域一个重要的研究课题。[0003]螺旋面的加工方式众多，成形加工是其中非常重要的一种，如齿轮的成形磨削、螺杆的成形铣削等。螺旋面加工用成形刀具一般为盘形，成形加工时，成形刀具的廓形与螺旋面的截形相切，因此，成形刀具的廓形通常由待加工工件的螺旋面的截形通过啮合方程求解得到。[0004]在成形加工路径已经给定的情况下，螺旋面的精度由成形刀具的廓形精度决定，加工时，一旦成形刀具的廓形圆弧位于待加工工件的实体内，则会产生干涉现象，成形刀具会切除待加工工件上本不应被切去的部分，从而无法保证加工出所需要的螺旋面截形。因此，如何修整出高精度的成形刀具的廓形，并