螺旋锥齿轮数控加工关键技术的研究

论文摘要

螺旋锥齿轮是一种用来传递相交或交错轴且具有定传动比回转运动的齿轮副,它主要分为弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮两种。在传动中,该类齿轮具有重叠系数大、承载能力强、传动更加平稳等一系列优点,所以被广泛应用于航天、汽车、机床等工业领域,因此螺旋锥齿轮已成为现代机械行业必不可少的传动部件。目前螺旋锥齿轮的加工主要使用专用的锥齿轮铣齿机床,由于其成型机理较为复杂,螺旋锥齿轮加工长期以来存在着较多问题,如加工调整繁琐、生产周期较长、成本较高等,而且由于铣齿机床结构尺寸等因素的制约,较难实现尺寸超过其规格产品的加工(如矿山与船舶上用的大模数、大尺寸螺旋锥齿轮副的加工)。因此,解决这些问题对螺旋锥齿轮的加工具有十分重要的意义。基于数字化制造的思想,把计算机技术和数控加工技术充分的应用于螺旋锥齿轮的加工制造中,来解决现在螺旋齿轮加工中存在的问题,无疑对高效、高精度、高柔性化螺旋锥齿轮的加工具有重大的意义。本文正是基于CAD/CAM技术和多轴联动数控技术,提出了一种适用于通用多轴机床数控加工格里森螺旋锥齿轮新的加工方法。该方法在普通的铣削加工中心上就能完成各种齿制、各种模数规格螺旋锥齿轮的加工,摆脱受专用设备加工的制约。尤其适合小批量以及特殊规格和大模数齿轮加工。另外,这种方法利用自行开发的软件省去了螺旋锥齿轮实际加工中一些繁琐的计算调整,降低了对操作人员的要求,同时缩短了产品的开发周期,减少了投入成本。所以说这种螺旋锥齿轮新的加工方法能够带来很好的经济社会效益。论文主要研究了螺旋锥齿轮的加工技术,主要包括以下几方面的内容:1.介绍了螺旋锥齿轮的基本概念和相关理论,对螺旋锥齿轮传统的加工方法进行了运动解析。2.根据齿面加工的要求进行加工中心结构和数控系统的选型。3.编制螺旋锥齿轮的加工工艺,并在UG软体下进行刀位轨迹计算,根据加工中心的结构和数控系统的指令格式构建后处理,生成加工代码。4.在UG NX环境下对螺旋锥齿轮的加工部分进行了二次开发。5.进行加工试验,完善基于通用多轴机床加工螺旋锥齿轮的加工工艺。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 螺旋锥齿轮加工的发展概况和现状
• 1.3 采用通用方法加工螺旋锥齿轮的目的和意义
• 1.4 本课题的研究内容
• 第二章 锥齿轮的成型原理和及其建模技术
• 2.1 螺旋锥齿轮的基础知识
• 2.2 传统加工方法的运动解析
• 2.3 接触区主动控制的弧齿锥齿轮建模方法
• 2.4 本章小节
• 第三章 数控加工技术和加工方法的研究
• 3.1 数控加工中心的选型
• 3.2 数控加工及其仿真技术
• 3.3 UG-CAM 软件的基础知识
• 3.4 UG NX软件的二次开发技术
• 3.5 本章小节
• 第四章 螺旋锥齿轮通用加工工艺的研究
• 4.1 大轮的加工工艺的研究
• 4.2 小轮的加工工艺的研究
• 4.3 刀位轨迹的计算
• 4.4 本章小节
• 第五章 后处理技术
• 5.1 后处理计算原理
• 5.2 利用 UG/Post Builder建立后处理
• 5.3 加工实验
• 5.4 本章小节
• 第六章 齿轮加工模块的二次开发
• 6.1 UG Open/Grip NC二次开发
• 6.2 UG/Open API、UIStyler等联合开发
• 6.3 本章小节
• 第七章 结论和展望
• 7.1 成果总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的学术论文和所获奖励