基于自由曲面的圓柱齒輪剮齒刀具設(shè)計(jì).pdf

1、剮齒是21世紀(jì)出現(xiàn)的一種全新的直接從毛坯切制齒廓的圓柱齒輪加工方法,該方法能夠加工傳統(tǒng)加工方法無法加工的非貫通螺旋內(nèi)齒。目前,剮齒原理、剮齒刀設(shè)計(jì)和數(shù)控剮齒機(jī)等方面的研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展,但是距離工程實(shí)際要求還有很大差距,尤其是作為剮齒工藝系統(tǒng)中最重要做成部分的剮齒刀,其設(shè)計(jì)理論還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到指導(dǎo)刀具設(shè)計(jì)實(shí)踐的水平。本文基于自由曲面理論,提出了一種具有一定通用性的剮齒刀具結(jié)構(gòu),并研究了其設(shè)計(jì)方法。
　　本文首先以設(shè)計(jì)原理和工藝

2、為依據(jù),選擇球面作為初始前刀面,建立其自由曲面模型;基于曲面共軛原理,建立待加工齒面的共軛面模型;以無理論加工誤差為目標(biāo),采用前刀面與齒面共軛面的交線作為主切削刃,建立其數(shù)學(xué)模型;以一系列的主刃為基礎(chǔ),建立自由曲面形式的主后刀面數(shù)學(xué)模型;按照與主后刀面設(shè)計(jì)相同方法,建立頂刃和頂后刀面的數(shù)學(xué)模型。用所得的各個(gè)面的數(shù)學(xué)模型建立剮齒刀的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在刀具拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,建立主剖面內(nèi)的切削角度數(shù)學(xué)模型,對影響切削角度的各個(gè)因素進(jìn)行分析,得出

3、理想切削角度下的初始中心距、中心距變化量、軸交角、前刀面半徑變化量、前刀面型值點(diǎn)縱軸坐標(biāo)與切削刃在共軛面上的變化量等參數(shù)選擇;通過調(diào)整參數(shù)對刀具結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,完成刀具設(shè)計(jì)。在以上研究的基礎(chǔ)上,以MATLAB GUI為平臺,開發(fā)剮齒刀具設(shè)計(jì)計(jì)算軟件。最后通過計(jì)算實(shí)例和數(shù)值仿真,驗(yàn)證刀具設(shè)計(jì)方案的可行性。
　　本文提出的剮齒刀具設(shè)計(jì)方法突破了傳統(tǒng)刀具設(shè)計(jì)的局限,設(shè)計(jì)出的刀具適用于各種形面的直/斜齒、內(nèi)/外齒圓柱齒輪加工,具有較高的通用