螺旋锥齿轮的数字化加工

发布时间：2017-06-18 12:10

  本文关键词：螺旋锥齿轮的数字化加工，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：螺旋锥齿轮是相交轴传动中的重要基础元件，由于其传动平稳、噪声小、承载能力大、传动比大，因此被广泛应用于汽车、工程机械、矿山机械、航空等领域的动力机械关键部件。随着我国制造业的快速发展，上述领域对螺旋锥齿轮的需求量逐渐增大，所以提高螺旋锥齿轮的加工效率与质量是目前螺旋锥齿轮加工行业所追求的目标。目前，一般采用专用锥齿轮铣齿机床与专用刀具对螺旋锥齿轮进行加工，，由于机床结构复杂、加工误差大、需要反复调整计算与试切、生产过程复杂、周期长等问题，同时加工的齿轮缺乏互换性，齿轮只能成对使用和更换，维修不便，成本高。而且由于铣齿机床结构尺寸等因素的制约，大规模高精度的螺旋锥齿轮很难得到制造。因此，解决这些问题在螺旋锥齿轮加工制造方面有着重要的意义。 采用数控技术对螺旋锥齿轮进行数字化制造是实现其高效高精度加工的主要途径。通用数控加工方法摆脱了专用设备的制约，在普通铣削加工中心上就能完成各种齿制与模数规格的螺旋锥齿轮加工，在小批量及特殊规格的齿轮加工方面有着十分明显的优势。同时，这一方法使得加工工艺得到简化，达到更高精度，降低了设备与刀具成本，使得螺旋锥齿轮的加工朝着高柔性、强互换性发展。 本文针对螺旋锥齿轮数字化制造问题的研究内容如下: 1.介绍了螺旋锥齿轮中准双曲面锥齿轮的基本理论，分析了传统的加工方法及数学模型。 2.针对准双曲面锥齿轮的加工特点，确定机床配置、数控系统功能以及CAD/CAM软件支撑。 3.分析了螺旋锥齿轮的加工工艺，在CAD/CAM软件中实现了准双曲面锥齿轮的建模和加工轨迹生成,并根据数控机床结构与数控系统的指令格式构建后置处理生成加工代码。 4.对加工过程以及刀位轨迹进行仿真与验证。 5.在五轴数控机床上对准双曲面螺旋锥齿轮进行实际加工，实现了准双曲面螺旋锥齿轮的数字化加工。
【关键词】：螺旋锥齿轮 数字化制造 CAD/CAM技术 多轴联动 加工工艺
【学位授予单位】：上海师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TG659;TH132.41
【目录】：

• 中文摘要6-8
• Abstract8-12
• 第一章 绪论12-19
• 1.1 引言12-13
• 1.2 螺旋锥齿轮加工的发展概况和现状13-16
• 1.2.1 国外的发展历史和现状13-15
• 1.2.2 国内的发展历史和现状15-16
• 1.3 采用数控方法加工螺旋锥齿轮的目的和意义16-18
• 1.4 本论文的主要研究内容和主要创新点18-19
• 1.4.1 文章主要研究内容18
• 1.4.2 文章主要创新点18-19
• 第二章 准双曲面锥齿轮传动的基本原理及其建模技术19-37
• 2.1 准双面曲面锥齿轮的结构19-21
• 2.2 准双曲面锥齿轮的基础知识螺旋角及压力角21-25
• 2.3 传统加工方法和加工机床的分析25-30
• 2.3.1 端面铣齿法25-26
• 2.3.2 端面滚齿法26-27
• 2.3.3 传统的螺旋锥齿轮加工机床27-28
• 2.3.4 传统的螺旋锥齿轮加工机床的坐标系及数学模型28-30
• 2.4 准双曲面锥齿轮的建模30-36
• 2.4.1 建模技术概述30-31
• 2.4.2 准双曲面锥齿轮三维模型的建立31-36
• 2.5 本章小结36-37
• 第三章 数字化加工技术的研究37-54
• 3.1 数字化加工中心的选型37-40
• 3.2 数字化加工制造技术40-45
• 3.2.1 计算机数字控制系统的选择40-42
• 3.2.2 计算机辅助技术42-45
• 3.3 UG NX 7.0 CAM 模块的编程步骤45-53
• 3.3.1 CAD 模型的获取46
• 3.3.2 加工工艺分析和规划46-47
• 3.3.3 CAD 模型的完善47-48
• 3.3.4 参数设置48-51
• 3.3.5 刀具路径的生成51-52
• 3.3.6 检查校验52
• 3.3.7 后置处理52-53
• 3.4 本章小结53-54
• 第四章 准双曲面锥齿轮加工工艺的研究54-78
• 4.1 准双曲面螺旋锥齿轮加工工艺的理论分析54-58
• 4.1.1 机床配置与刀具54-55
• 4.1.2 齿轮面加工工艺路线55
• 4.1.3 加工路径规划55-56
• 4.1.4 齿轮多轴数控加工中的位姿确定和干涉处理56-58
• 4.2 大轮数控加工工艺的研究58-70
• 4.2.1 粗加工59-67
• 4.2.2 半精加工67-68
• 4.2.3 精加工68-70
• 4.3 小轮数控加工工艺的研究70-77
• 4.3.1 小轮的粗加工70-73
• 4.3.2 小齿轮的半精加工和精加工73-77
• 4.4 本章小结77-78
• 第五章 后置处理与仿真78-92
• 5.1 后置处理概述78-79
• 5.2 后置处理的数学计算原理79-81
• 5.3 五轴加工后置处理数据转换的原理81-83
• 5.4 利用 UG/Post Builder 建立后处理83-86
• 5.5 集成仿真和验证86-90
• 5.5.1 集成仿真和验证概述86-88
• 5.5.2 准双曲面锥齿轮加工的集成仿真和验证88-90
• 5.6 实例加工90-91
• 5.7 本章小结91-92
• 第六章 总结与展望92-94
• 6.1 总结92-93
• 6.2 展望93-94
• 致谢94-95
• 参考文献95-98
• 附录 缩略语98-99
• 攻读学位期间的研究成果99

【参考文献】

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本文编号：459218