螺旋錐齒輪齒面成型過(guò)程可視化仿真算法研究.pdf

1、作為一種具有復(fù)雜曲面的零件，螺旋錐齒輪的設(shè)計(jì)和加工過(guò)程很復(fù)雜，因此在正式生產(chǎn)前往往需要通過(guò)調(diào)整、試切來(lái)初步驗(yàn)證所使用的加工調(diào)整參數(shù)的合理性，但是這一過(guò)程會(huì)延長(zhǎng)生產(chǎn)周期、增加生產(chǎn)成本、造成資源的浪費(fèi)。在虛擬環(huán)境中以螺旋錐齒輪的虛擬加工代替?zhèn)鹘y(tǒng)的調(diào)整試切可以很好的解決以上問(wèn)題。另外，虛擬加工不僅可以驗(yàn)證機(jī)床調(diào)整參數(shù)的合理性，還可以為T(mén)CA分析、有限元分析等分析工作提供精確的模型。因此，本文利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行了螺旋錐齒輪齒面成型過(guò)程可視化

2、仿真算法的研究。
　　 為解決目前切削過(guò)程幾何仿真中普遍存在的求交速度慢、精度低、獨(dú)立性差等問(wèn)題，本文提出了“層片分割算法”，即先將齒坯模型進(jìn)行層片分割并建立分割特征的數(shù)學(xué)模型，然后將刀具數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換到齒輪坐標(biāo)系下，再求解刀具切削面與分割特征的交點(diǎn)，最后通過(guò)對(duì)相鄰加工時(shí)刻的特征集中的元素進(jìn)行取舍得到每一切削時(shí)刻的齒面數(shù)據(jù)模型。由于該算法是在VC平臺(tái)上結(jié)合OpenGL圖形庫(kù)實(shí)現(xiàn)的，因此可獨(dú)立于現(xiàn)有的商業(yè)軟件。同時(shí)，采用Matlab

3、和VC混合編程進(jìn)行求解計(jì)算使該算法具有較快求解速度和較高的精度。
　　 另外，基于實(shí)際的生產(chǎn)情況，本文還建立了刀具和齒坯的簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型以及模型的參數(shù)化接口，可通過(guò)輸入?yún)?shù)控制刀具和齒坯的幾何尺寸。根據(jù)齒輪和刀具的外形特征以及在切削過(guò)程中的變化特點(diǎn)，建立了刀具的顯示模型以及齒輪的三維重構(gòu)模型，即用若干NURBS曲面表示齒坯模型，通過(guò)對(duì)NURBS曲面的繪制及裁剪以及利用三角面片重構(gòu)齒面實(shí)現(xiàn)切削過(guò)程中齒坯的快速三維重構(gòu)。