特種傳動曲面五軸銑削工藝方法及工藝參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、節(jié)能化、精密化高端裝備的發(fā)展對傳動系統(tǒng)的傳動精度提出了更高要求。球漸開線弧齒錐齒輪是高端裝備內(nèi)部傳動系統(tǒng)必不可少的關(guān)鍵部件，基于格里森制切齒方法的固有缺陷制約了其傳動精度及加工精度的提高。為突破現(xiàn)有弧齒錐齒輪加工機制，以提高弧齒錐齒輪加工精度，進而以提高傳動精度為目標，研究球漸開線齒形曲面的通用五軸數(shù)控加工技術(shù)。然而復雜曲面各點幾何特征的非一致性導致五軸銑削過程刀具切削面積具有時變性，從而引起銑削力的劇烈波動，影響加工質(zhì)量、刀具壽命，甚

2、至導致機床振動，如何在提高球面漸開線弧齒錐齒輪制造效率情況下減小銑削力波動以提高該類零件的加工質(zhì)量是該領(lǐng)域一項亟需解決的問題。本文突破傳統(tǒng)專用機床加工方法實現(xiàn)特種傳動曲面五軸數(shù)控機床切齒方法，并建立一種基于主軸轉(zhuǎn)速及刀具切削面積的新型五軸加工銑削力預(yù)測模型以完成特種傳動曲面加工主軸轉(zhuǎn)速優(yōu)選，進而在表面粗糙度的影響規(guī)律研究的基礎(chǔ)上的工藝參數(shù)優(yōu)化，具體研究內(nèi)容如下:
　　首先，根據(jù)球漸開數(shù)學方程及弧齒錐齒輪成形原理準確完成特種傳動曲面

3、參數(shù)化建模，建模時依次導入球漸開線數(shù)學模型、添加齒輪尺寸參數(shù)、掃掠齒廓并旋轉(zhuǎn)變換、陣列，其中掃掠齒廓并旋轉(zhuǎn)變換為建模難點;依照特種傳動曲面的幾何特征，在UG的加工模塊環(huán)境下，設(shè)計以側(cè)刃驅(qū)動體方式走刀的加工軌跡，并且根據(jù)模型大小對齒形面和齒根采用不同大小的刀具;初選五軸數(shù)控機床加工工藝參數(shù)主軸轉(zhuǎn)速且切深和進給量采取經(jīng)驗參數(shù)值以完成特種傳動曲面的五軸銑削加工。
　　其次，分析球頭銑刀的切觸狀態(tài)，經(jīng)過對切削刃曲線方程的研究完成實際加工中

4、切削過程的MATLAB仿真，分析并計算每時刻切觸區(qū)域的范圍，根據(jù)切深、進給量、曲面幾何特征、切削刃曲線計算切削厚度，經(jīng)過切削厚度對切削高度的積分計算，建立刀具切削面積的數(shù)學模型;設(shè)計并加工了具有特種傳動曲面特征的實驗載體，測得不同主軸轉(zhuǎn)速下銑削力變化的數(shù)據(jù)，經(jīng)過濾波處理后，最后以主軸轉(zhuǎn)速和刀具切削面積為變量完整地得出新型銑削力預(yù)測模型的顯式關(guān)系式。
　　最后，在主軸轉(zhuǎn)速優(yōu)選情況下，檢測不同工藝參數(shù)下加工的表面粗糙度，進而得出最佳的