弧面凸輪廓面加工誤差高效虛擬測量技術(shù)的研究.pdf

1、以弧面凸輪為核心件的傳動機(jī)構(gòu)具有精度高、承載扭矩大、結(jié)構(gòu)緊湊、使用壽命長等特點(diǎn),已在許多自動機(jī)械中廣泛應(yīng)用。目前國內(nèi)外對弧面凸輪主要采用數(shù)控加工方法,很大程度上提高了弧面凸輪加工精度和加工效率。但國產(chǎn)弧面凸輪式傳動機(jī)構(gòu)產(chǎn)品的性能與國外同規(guī)格產(chǎn)品仍然存在較大差距,市場的占有率還很低。究其原因是弧面凸輪工作廓面為不可展螺旋曲面,其加工與檢測對精密數(shù)控加工中心、三坐標(biāo)測量機(jī)等昂貴儀器設(shè)備嚴(yán)重依賴,而國內(nèi)弧面凸輪的制造與檢測手段不健全,整體水平

2、還很滯后,嚴(yán)重制約了國產(chǎn)弧面凸輪式傳動機(jī)構(gòu)產(chǎn)品的高精、高效開發(fā)和推廣應(yīng)用。如何降低對三坐標(biāo)測量機(jī)的嚴(yán)重依賴性,實(shí)現(xiàn)弧面凸輪廓面加工誤差高效、低成本測量是弧面凸輪式傳動機(jī)構(gòu)產(chǎn)品制造中的一項重要課題。因此,迫切亟待深入研究弧面凸輪廓面加工誤差高效虛擬測量技術(shù),以彌補(bǔ)目前三坐標(biāo)測量復(fù)雜曲面的諸多不足。為此,本文利用虛擬測量原理、弧面凸輪空間嚙合理論、UG及其開發(fā)工具、VC++等手段,探索弧面凸輪廓面加工誤差的虛擬測量方法、模型,進(jìn)行測量軟件開

3、發(fā)和實(shí)例應(yīng)用,具體研究工作如下:
　　1)綜述了弧面凸輪數(shù)控加工工藝、數(shù)控加工誤差測量以及虛擬測量技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,分析了虛擬測量技術(shù)在弧面凸輪加工誤差檢測方面的發(fā)展趨勢;根據(jù)弧面凸輪空間嚙合理論,推導(dǎo)了弧面凸輪的理論廓面方程,奠定了后續(xù)研究基礎(chǔ)。
　　2)提出了基于虛擬測量原理的弧面凸輪加工誤差虛擬測量方法,基于虛擬測量原理,以數(shù)控加工仿真模型為虛擬測量對象,利用弧面凸輪理論曲面方程規(guī)劃虛擬測頭的測量離散位置,通過幾何干涉判

4、斷分析測頭與被測加工曲面的空間幾何位置關(guān)系,依據(jù)干涉程度求解加工誤差。
　　3)依據(jù)虛擬測量模型,利用UG平臺及其二次開發(fā)工具和VC++開發(fā)了弧面凸輪加工誤差虛擬測量軟件,運(yùn)用 VERCUT仿真進(jìn)行弧面凸輪虛擬測頭測量軌跡驗(yàn)證,測量軟件實(shí)現(xiàn)了與UG系統(tǒng)無縫集成,為弧面凸輪虛擬設(shè)計、制造與測量提供了CAD/CAM/CAT有效平臺支撐。
　　4)基于以上研究進(jìn)行實(shí)例分析,分別對范成法和單側(cè)面偏置法加工的弧面凸輪廓面加工誤差進(jìn)行虛