柔性包络铣齿刀路轨迹规划与齿廓精度特性优化匹配研究
发布时间：2021-10-29 06:33
渐开线圆柱斜齿轮传动具有平稳性好、重合度大、振动小等优点,是机械相关行业的关键基础零件。近年来,小批量、大模数、复杂异形类齿面零件的加工需求越来越多,利用传统的齿轮加工方法很难实现最佳的经济效益,因此采用通用多轴数控机床和通用刀具实现高柔性、高精度、低成本的柔性包络铣齿技术已成为齿轮加工领域的研究热点。本文研究了铣齿刀路轨迹与齿廓精度特性的优化匹配关系,主要研究内容如下:（1）研究柔性包络铣齿加工基础理论。根据空间坐标系之间的变换矩阵,建立通用立铣刀和渐开线圆柱斜齿轮之间的坐标变换关系、推导出渐开线圆柱斜齿轮的齿面坐标方程与法矢以及通用立铣刀的坐标方程与法矢。依据柔性包络铣齿方式,求解柔性包络铣齿刀位点。（2）研究不同刀路规划方法与齿面残高差之间的映射规律。采用数值模拟方法,分析不同刀具类型与包络铣齿走刀次数之间的关系,当齿面残高差相同时,得到采用通用立铣刀走刀次数小于通用球头刀;分析等残高差法与等步长法两种不同进刀策略对齿面误差的影响,得到当其它条件相同时,当从齿面误差的角度来看,等残高差控制法要优于等步长法;分析齿轮基本参数对齿面误差的影响,得到当增大齿轮齿数、压力角和螺旋角时,均...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
齿轮加工方法示意图
性 包 络 铣 齿 刀 路 轨 迹 规 划 与 齿 廓 精 度 特 性 优 化 匹 配 研度相比于国外而言还比较低，柔性包络铣齿过程中需要控制好加工匹配关系。如图 1.2 所示，为三种齿轮加工解决方案，当加工单个型铣刀加工效率与加工柔性均较低；而利用滚刀加工时，虽然加工不高，适用于大批量加工；利用通用立铣刀柔性包络铣齿时，虽然，但柔性化程度较高，当交货时间短，批量小时，使用通用立铣刀性要强于可转位指型铣刀与齿轮滚刀。
第 2 章 柔性包络铣齿加工基础理论铣齿加工几何学原理坐标系与旋转变换矩阵斜齿轮包络铣削过程中，往往需要多个空间直角坐标系才能完成铣任意的刚体，为了能够确定其在空间中的具体位置，只需在刚体上–x1, y1, z1}即可，在另一个坐标系 S2{O2- x2, y2, z2}中可以描述出 S1{O，就可以知道这个刚体在空间中的具体位置坐标。如图 2.1 所示，O1- x1, y1, z1}与 S2{O2- x2, y2, z2}，在坐标系 S1中点 P 的径矢 O1P = S2中点 P 的径矢 O2P = [x2, y2, z2]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]数控高效切削技术在发动机制造中的应用研究[J]. 王连宏,张芳,吉海叶,张雪冬,郭巨寿,赵勇. 柴油机. 2018(01)
[2]无退刀槽人字齿轮精加工刀路的优化[J]. 陈臻伟,周专,彭锐涛,李石顺. 机械设计与制造. 2017(05)
[3]现代齿轮先进切削理论及方法[J]. 黄筱调,阳辉,郭二廓,方成刚. 机械设计与制造工程. 2016(10)
[4]大模数直齿轮数控精铣削方法的研究[J]. 张伟,李航,王斌,张波. 机械设计与制造. 2016(04)
[5]齿轮加工创新技术:InvoMilling兼具高度灵活性和高生产效率[J]. Christer Richt,Aaron Habeck. 现代零部件. 2014(07)
[6]基于MasterCAM自由曲面加工刀具路径优化[J]. 陈银清,郑泽钿. 现代制造工程. 2014(05)
[7]基于等残留高度的自由曲面加工刀具轨迹规划[J]. 韦尧兵,廖波,李运. 新技术新工艺. 2013(12)
[8]基于包络面的网格曲面等残留高度路径规划[J]. 杨旭静,王小芳,郑娟,赵秋艳. 湖南大学学报(自然科学版). 2013(10)
[9]齿轮铣削的发展——山特维克可乐满提供最新的刀具技术[J]. Aaron Habeck. 世界制造技术与装备市场. 2013(05)
[10]一种基于初始曲线变换的五轴加工刀具扫掠体计算方法[J]. 黄仲辉,王清辉. 机械设计与制造. 2013(04)
硕士论文
[1]圆柱斜齿轮传动误差的补偿分析[D]. 张瑞.太原理工大学 2016
[2]基于五轴联动加工中心范成加工圆柱齿轮的方法研究[D]. 汪鸿浩.重庆大学 2016
[3]螺旋锥齿轮在机测量及齿距误差补偿技术的研究[D]. 刘威.中南林业科技大学 2015
[4]五轴侧铣加工刀具路径生成及优化[D]. 代云霏.华中科技大学 2013
[5]工程机械复杂零件加工刀具路径规划的研究[D]. 李海滨.吉林大学 2011
[6]多轴数控加工刀具运动扫掠体建模与仿真[D]. 杜璇.华中科技大学 2011
[7]圆柱直齿轮冷锻数值模拟研究[D]. 龚冬梅.合肥工业大学 2009
[8]基于UG的五轴加工中心的后处理[D]. 孙国平.江南大学 2009
本文编号：3464151
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
齿轮加工方法示意图
性 包 络 铣 齿 刀 路 轨 迹 规 划 与 齿 廓 精 度 特 性 优 化 匹 配 研度相比于国外而言还比较低，柔性包络铣齿过程中需要控制好加工匹配关系。如图 1.2 所示，为三种齿轮加工解决方案，当加工单个型铣刀加工效率与加工柔性均较低；而利用滚刀加工时，虽然加工不高，适用于大批量加工；利用通用立铣刀柔性包络铣齿时，虽然，但柔性化程度较高，当交货时间短，批量小时，使用通用立铣刀性要强于可转位指型铣刀与齿轮滚刀。
第 2 章 柔性包络铣齿加工基础理论铣齿加工几何学原理坐标系与旋转变换矩阵斜齿轮包络铣削过程中，往往需要多个空间直角坐标系才能完成铣任意的刚体，为了能够确定其在空间中的具体位置，只需在刚体上–x1, y1, z1}即可，在另一个坐标系 S2{O2- x2, y2, z2}中可以描述出 S1{O，就可以知道这个刚体在空间中的具体位置坐标。如图 2.1 所示，O1- x1, y1, z1}与 S2{O2- x2, y2, z2}，在坐标系 S1中点 P 的径矢 O1P = S2中点 P 的径矢 O2P = [x2, y2, z2]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]数控高效切削技术在发动机制造中的应用研究[J]. 王连宏,张芳,吉海叶,张雪冬,郭巨寿,赵勇. 柴油机. 2018(01)
[2]无退刀槽人字齿轮精加工刀路的优化[J]. 陈臻伟,周专,彭锐涛,李石顺. 机械设计与制造. 2017(05)
[3]现代齿轮先进切削理论及方法[J]. 黄筱调,阳辉,郭二廓,方成刚. 机械设计与制造工程. 2016(10)
[4]大模数直齿轮数控精铣削方法的研究[J]. 张伟,李航,王斌,张波. 机械设计与制造. 2016(04)
[5]齿轮加工创新技术:InvoMilling兼具高度灵活性和高生产效率[J]. Christer Richt,Aaron Habeck. 现代零部件. 2014(07)
[6]基于MasterCAM自由曲面加工刀具路径优化[J]. 陈银清,郑泽钿. 现代制造工程. 2014(05)
[7]基于等残留高度的自由曲面加工刀具轨迹规划[J]. 韦尧兵,廖波,李运. 新技术新工艺. 2013(12)
[8]基于包络面的网格曲面等残留高度路径规划[J]. 杨旭静,王小芳,郑娟,赵秋艳. 湖南大学学报(自然科学版). 2013(10)
[9]齿轮铣削的发展——山特维克可乐满提供最新的刀具技术[J]. Aaron Habeck. 世界制造技术与装备市场. 2013(05)
[10]一种基于初始曲线变换的五轴加工刀具扫掠体计算方法[J]. 黄仲辉,王清辉. 机械设计与制造. 2013(04)
硕士论文
[1]圆柱斜齿轮传动误差的补偿分析[D]. 张瑞.太原理工大学 2016
[2]基于五轴联动加工中心范成加工圆柱齿轮的方法研究[D]. 汪鸿浩.重庆大学 2016
[3]螺旋锥齿轮在机测量及齿距误差补偿技术的研究[D]. 刘威.中南林业科技大学 2015
[4]五轴侧铣加工刀具路径生成及优化[D]. 代云霏.华中科技大学 2013
[5]工程机械复杂零件加工刀具路径规划的研究[D]. 李海滨.吉林大学 2011
[6]多轴数控加工刀具运动扫掠体建模与仿真[D]. 杜璇.华中科技大学 2011
[7]圆柱直齿轮冷锻数值模拟研究[D]. 龚冬梅.合肥工业大学 2009
[8]基于UG的五轴加工中心的后处理[D]. 孙国平.江南大学 2009
本文编号：3464151
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