无退刀槽人字齿轮的数控加工及刀路优化

发布时间：2017-07-19 21:30

  本文关键词：无退刀槽人字齿轮的数控加工及刀路优化

  更多相关文章： 无退刀槽人字齿轮 等残余高度法 二次开发 刀路优化

【摘要】：人字齿轮由两个螺旋角相同旋向相反的斜齿轮组成,除了具有斜齿轮承载能力强、传动稳定无冲击的特点外,啮合过程中左旋齿和右旋齿的轴向力能够相互抵消,因此广泛应用于重型机械传动。传统的人字齿轮加工通常使用滚刀进行粗加工,再采用砂轮进行精加工。当采用传统加工方法时,需要在人字齿轮的中间部分设计一段退刀槽避免加工干涉。这段退刀槽不但增大了人字齿轮的轴向尺寸,还影响了变速箱的紧凑性和左旋齿、右旋齿的对中性。为避免产生退刀槽,本文使用立铣刀在数控加工中心上侧铣加工人字齿轮,这样加工出来的人字齿轮不仅对中性和齿根的抗弯强度好,而且不需要定制专用刀具,相比于传统的人字齿轮加工,在小批量不同模数、不同齿数、不同压力角的人字齿轮加工中有着较大的优势。本文以无退刀槽人字齿轮为研究对象,运用数控加工技术、等残余高度法刀路规划思想、侧铣加工原理,编制了无退刀槽人字齿轮的加工工艺,优化了齿面的精加工刀路,利用UG二次开发编写了能自动生成优化刀路的软件程序,不但保证了该方法加工的无退刀槽人字齿轮精度能够达到设计要求,并且提高了编程效率和加工效率。本文展开的具体研究工作如下:1.编制无退刀槽人字齿轮的加工方案,并根据方案选取适宜的加工刀具、加工参数,编制了加工工艺。2.使用UG软件的CAM模块编制无退刀槽人字齿轮的加工程序。基于等残余高度法提出一种规划齿面侧铣精加工刀路的方法,优化无退刀槽人字齿轮齿面的精加工刀具路径,达到消除冗余的刀路,缩减加工时间的目的。3.使用UG软件的KF编程进行二次开发,开发一套自动计算等残余高度法齿面精加工刀路的程序。4.使用VERICUT软件进行无退刀槽人字齿轮加工仿真,验证数控加工程序的正确性并且初步验证等残余高度法齿面精加工刀路的高效性。5.使用车铣复合机床对无退刀槽人字齿轮进行加工试验并使用齿轮检测仪对加工完成的齿轮进行测量,证明依照本文工艺方案加工出的无退刀槽人字齿轮精度能够达到设计要求,且在实际加工中,基于等残余高度编制的齿面精加工刀路能够提高加工效率。综上,本文的研究为无退刀槽人字齿轮的加工制造及新型人字齿轮变速箱的设计提供了新的思路和方法。
【关键词】：无退刀槽人字齿轮 等残余高度法 二次开发 刀路优化
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG659;TH132.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 主要符号对照表9-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景及意义10
• 1.2 人字齿轮加工研究概况10-11
• 1.3 等残余高度法研究现状11-12
• 1.4 UG二次开发概况12-15
• 1.5 课题的提出15
• 1.6 课题来源及主要研究内容15-16
• 1.6.1 课题来源15
• 1.6.2 主要研究内容15-16
• 第2章 无退刀槽人字齿轮加工程序16-29
• 2.1 引言16
• 2.2 无退刀槽人字齿轮三维模型16-17
• 2.3 加工刀具和加工方法17-21
• 2.4 基于UG编制数控加工程序21-28
• 2.4.1 UG CAM模块的介绍21-23
• 2.4.2 制定工艺方案23
• 2.4.3 编制加工刀路23-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第3章 基于等残余高度法优化齿面精加工刀路29-38
• 3.1 引言29
• 3.2 理论基础29-34
• 3.2.1 斜齿轮齿面方程29-31
• 3.2.2 刀路编制策略31-32
• 3.2.3 曲率半径、等残余高度值、行距值的关系32-34
• 3.3 等残余高度法编制齿面精加工刀路34-35
• 3.4 实例计算35-37
• 3.5 本章小结37-38
• 第4章 基于UG软件开发齿面精加工刀路程序38-46
• 4.1 引言38
• 4.2 程序菜单的设计38-39
• 4.2.1 编程准备38-39
• 4.2.2 菜单栏设计39
• 4.3 二次开发方法39-41
• 4.3.1 方法一：建模法39-41
• 4.3.2 方法二：点线法41
• 4.4 点线法二次开发41-45
• 4.4.1 等残余刀触点计算策略41-43
• 4.4.2 UI界面的设计43-45
• 4.4.3 刀路生成45
• 4.5 本章小结45-46
• 第5章 加工仿真与试验46-56
• 5.1 引言46-47
• 5.1.1 VERICUT软件简介46
• 5.1.2 德玛吉DMU 210FD车铣复合机床简介46-47
• 5.1.3 格里森 1500GMS齿轮检测仪简介47
• 5.2 加工仿真47-51
• 5.2.1 仿真准备47-50
• 5.2.2 仿真过程50-51
• 5.3 加工试验与测量51-53
• 5.4 测量结果分析53-54
• 5.5 本章小结54-56
• 总结与展望56-57
• 参考文献57-59
• 致谢59-60
• 附录A 攻读硕士学位期间取得的学术成果60-61
• 附录B 无退刀槽人字齿轮设计图纸及测量报告61-63

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本文编号：564938