弧面凸輪廓面加工誤差高效虛擬測量技術的研究.pdf

1、以弧面凸輪為核心件的傳動機構具有精度高、承載扭矩大、結構緊湊、使用壽命長等特點,已在許多自動機械中廣泛應用。目前國內外對弧面凸輪主要采用數控加工方法,很大程度上提高了弧面凸輪加工精度和加工效率。但國產弧面凸輪式傳動機構產品的性能與國外同規(guī)格產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控加工中心、三坐標測量機等昂貴儀器設備嚴重依賴,而國內弧面凸輪的制造與檢測手段不健全,整體水平

2、還很滯后,嚴重制約了國產弧面凸輪式傳動機構產品的高精、高效開發(fā)和推廣應用。如何降低對三坐標測量機的嚴重依賴性,實現(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構產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,以彌補目前三坐標測量復雜曲面的諸多不足。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,進行測量軟件開

3、發(fā)和實例應用,具體研究工作如下:
　　1)綜述了弧面凸輪數控加工工藝、數控加工誤差測量以及虛擬測量技術的發(fā)展現(xiàn)狀,分析了虛擬測量技術在弧面凸輪加工誤差檢測方面的發(fā)展趨勢;根據弧面凸輪空間嚙合理論,推導了弧面凸輪的理論廓面方程,奠定了后續(xù)研究基礎。
　　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系,依據干涉程度求解加工誤差。
　　3)依據虛擬測量模型,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,運用 VERCUT仿真進行弧面凸輪虛擬測頭測量軌跡驗證,測量軟件實現(xiàn)了與UG系統(tǒng)無縫集成,為弧面凸輪虛擬設計、制造與測量提供了CAD/CAM/CAT有效平臺支撐。
　　4)基于以上研究進行實例分析,分別對范成法和單側面偏置法加工的弧面凸輪廓面加工誤差進行虛