四軸聯(lián)動(dòng)加工中心弧齒錐齒輪展成加工的cam研究分析畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-25 12:59 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 順序位置如圖3．2所示。切削時(shí)，先切一面(如圖的上側(cè)面)的齒頂和另一面(如圖的下側(cè)面)的齒根：在滾切過(guò)程中，逐漸移向上側(cè)面的齒根和下側(cè)面的齒頊，而最后脫離切削，如同一對(duì)輪齒的嚙合運(yùn)動(dòng)一樣。加工出來(lái)的齒形是漸開線形的，它是由刀片切削刃順序位置的包絡(luò)線形成的，如圖3—3所示。圖3．2展成加工利用這種方法加工弧齒錐齒輪，加工效率高，精度高，并且還能獲得良好的粗糙度。所以本課題采用展成法加工。3．1．2銑削方案首先確定銑刀盤的起始位置，然后工件與刀盤進(jìn)入嚙合，假想平頂齒輪與工件展成運(yùn)動(dòng)開始，加工完一個(gè)齒槽后，床鞍退回，銑刀盤與工件分離，主軸帶動(dòng)銑刀盤翻轉(zhuǎn)至其原始位置，在其反轉(zhuǎn)過(guò)程中工件分度以便加工下一個(gè)齒，然后床鞍前進(jìn)，開始下一個(gè)循環(huán)，直到加工完畢。圖3．3齒形的形成3．2刀位軌跡基本參數(shù)的確定1．主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)的選擇在選擇齒數(shù)時(shí)，小齒輪的齒數(shù)應(yīng)選用奇數(shù)，小齒輪及大齒輪的齒數(shù)陽(yáng)避免有公約數(shù)，以便使齒輪在使用過(guò)程中各齒之間都能互相嚙合，起到自動(dòng)磨合的作用。為了得到理想的齒面重疊系數(shù)，大小齒輪的齒數(shù)和應(yīng)不少于40。2．端面模數(shù)的選擇為了知道選用的模數(shù)是否合適，可用下式計(jì)算或校核： (3—1)式中：Km一模數(shù)系數(shù)，～；ms一齒輪的大端端面模數(shù)(mm)；M計(jì)一計(jì)算扭矩，(kg*mm)。3．齒面寬b的選擇對(duì)于漸縮齒錐齒輪來(lái)說(shuō)：，即b= A0，但b不應(yīng)超過(guò)端面模數(shù)m的10倍即b ≤10朋。對(duì)于等高齒錐齒輪來(lái)說(shuō)：在“奧利康”制等高齒錐齒輪上，由于其延伸外擺線的曲率變化比弧齒錐齒輪的圓弧齒線大，因此，齒面寬更不宜過(guò)大。一般可取6=(～) A0。4．螺旋角βm的選擇汽車主減速器錐齒輪的螺旋角多在以，βm=35～40176。范圍內(nèi)。小轎車選用較大值以保證有較大的mF使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音低。載重汽車選用較小值以防止軸向力過(guò)大。通?；↓X錐齒輪用35176。的居多。在一般機(jī)械制造用的標(biāo)準(zhǔn)制中(Z1≥12)，中點(diǎn)螺旋角推薦用35176。5．法向壓力角口的選擇大壓力角可以增加輪齒強(qiáng)度，減少齒輪不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)，但對(duì)于尺寸小的齒輪，大壓力角易使齒頂變尖及刀尖寬度過(guò)小，所以在輕負(fù)荷工作的齒輪中一般采用小壓力角，可使齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低?；↓X錐齒輪采用20。為標(biāo)準(zhǔn)壓力角。6．刀盤直徑的選擇銑刀盤的名義直徑Dd是指當(dāng)?shù)侗P工作時(shí)，以刀盤的軸線為中心而經(jīng)過(guò)被加工齒輪齒間寬中點(diǎn)的假設(shè)同心圓的直徑。刀盤直徑的大小直接影響輪齒嚙合中接觸區(qū)的穩(wěn)定性。在許多情況下，曲線齒錐齒輪的早期失效是由于接觸區(qū)偏移過(guò)大特別是偏移到小端引起的。刀盤直徑還影響到齒底寬在大、小端的差別，即合理的刀盤直徑對(duì)提高刀具壽命和切齒效是十分有利的。刀盤直徑可按下式計(jì)算： (32)式中：Lɑ一大齒輪的外錐距，mm從理論上說(shuō)，似乎對(duì)應(yīng)于每一錐距應(yīng)有一個(gè)單獨(dú)的刀盤。為了減少刀盤的規(guī)格，把刀盤名義直徑標(biāo)準(zhǔn)化了。規(guī)定每一種標(biāo)準(zhǔn)名義直徑的刀盤只加工一定尺寸范圍的弧齒錐齒輪。7．切向變位系數(shù)切向變位的目的是進(jìn)一步均衡大小輪的強(qiáng)度。至于切向變位系數(shù)的選取，格里森標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)小輪齒數(shù)及齒數(shù)比由圖表查取的。進(jìn)行切向變位后的大小輪中點(diǎn)法向理論弧齒厚SS1計(jì)算式如下： (33) (34)式中：一大輪齒頂高。3．3刀具軌跡的坐標(biāo)系變換存刀具軌跡確定過(guò)程中，需要采用小同的坐標(biāo)系來(lái)表示點(diǎn)的位置。而這可以通過(guò)一次或多次坐標(biāo)變換來(lái)實(shí)現(xiàn)。坐標(biāo)變換是實(shí)現(xiàn)刀具軌跡的重要方法。其中，坐標(biāo)變換有兩種方法，一種是解析幾何中的方法，包括坐標(biāo)軸的平移、旋轉(zhuǎn)、同時(shí)平移和旋轉(zhuǎn)。簡(jiǎn)單的坐標(biāo)變換采用此方法；一種是矩陣方法，此方法用于復(fù)雜的多次坐標(biāo)變換。本課題采用坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)方法。如圖36所示圖36坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)設(shè)坐標(biāo)系SS2，坐標(biāo)系S2相對(duì)坐標(biāo)系S1繞坐標(biāo)原點(diǎn)O旋轉(zhuǎn)Φ角，求x1O1y1平面上任意點(diǎn)M在坐標(biāo)系S1中的坐標(biāo)(x1，y1)與在坐標(biāo)系S2中的坐標(biāo)(x2，y2)的關(guān)系。先將S1作為待求坐標(biāo)系，即以坐標(biāo)x2，y2表示坐標(biāo)x1，y1。則有 (324) (325)將S2作為待求坐標(biāo)系，即以坐標(biāo)x1，y1表示坐標(biāo)x2，y2。則有 (326) (327)并且規(guī)定逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)角≯取正值，反之，按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角Φ取負(fù)值。由于在實(shí)際加工過(guò)程中，是通過(guò)工作臺(tái)來(lái)移動(dòng)工件的，但運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)仍以主軸相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)來(lái)確定。所以需要再次進(jìn)行坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)變換，由于實(shí)際的四軸聯(lián)動(dòng)加工中心加工弧齒錐齒輪是在坐標(biāo)系．n，Z下實(shí)現(xiàn)的，所以將Ⅳ，KZ．坐標(biāo)系下的刀軸方向矢量和刀盤相對(duì)毛坯運(yùn)動(dòng)的位置坐標(biāo)進(jìn)行坐標(biāo)變換。設(shè)Z、KZ，坐標(biāo)系下銑刀盤軸線方向矢量是(i1，j1，k1)。銑刀盤相對(duì)毛坯運(yùn)動(dòng)的位置坐標(biāo)是(X1，Y1，Z1)；設(shè)XYZ坐標(biāo)系下銑刀盤軸線方向矢量是(i，j，k)；銑刀盤相對(duì)毛坯運(yùn)動(dòng)的位置坐標(biāo)是(X，Y，Z)。則坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式為： (328)3．5刀具軌跡參數(shù)化計(jì)算完畢后，要對(duì)刀具軌跡進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，并最終生成刀位文件，刀位文件是自動(dòng)編程軟件在生成機(jī)床NC加工程序過(guò)程中輸出的一種中問(wèn)文件。它包含了刀具相對(duì)零件運(yùn)動(dòng)的信息，是以文本文件的形式出現(xiàn)的，其中的刀位指令是APT語(yǔ)言指令的一個(gè)子集。以下是UG下生成的一段刀具軌跡代碼：TOOL PATH／VARIABLE_CONTOUR_2，TOOL，BALL_MILL_lMSYS／，，，，$$centerline dataPAINT/PATHPAINT/SPEED，10PAINT/COLOR，31FEDRAT/MMPM，GOTO/，，，F(xiàn)EDRAT/GOTO/，，，GOTO/，，，GOT0/，，，………………………………………………………………..PAIN I/COLOR,31GOTO/，，，GOTO/，，，GOTO/，，，PAINT/PAINT/TOOL，NOMOREENDOFPATH根據(jù)構(gòu)造刀具掃描體的需要，我們把上述數(shù)據(jù)分成一個(gè)個(gè)塊，塊與塊之間是相對(duì)獨(dú)立的，刀位翻譯器對(duì)這些塊進(jìn)行逐塊解釋，翻譯程序采取面向?qū)ο蟮姆椒ǎ紫葹樗械膲K設(shè)置一個(gè)公共的父類，在它的基礎(chǔ)上派生出一系列子類，分別對(duì)應(yīng)j二不同的塊。對(duì)于每一個(gè)子類對(duì)象，應(yīng)規(guī)定它的屬性和操作等，其基本結(jié)構(gòu)如下：子類對(duì)象{屬性：對(duì)象的類型；對(duì)象對(duì)應(yīng)的指令內(nèi)容；內(nèi)容在刀位文件中的位置；操作：輸入指令的文本內(nèi)容；輸入記錄翻譯結(jié)果的對(duì)象；
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