螺旋锥齿轮双重双面法多轴联动数控加工计算机仿真研究

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螺旋锥齿轮双重双面法多轴联动数控加工计算机仿真研究
螺旋锥齿轮加工是通过机床上的摇台机构模拟-
个假想齿轮，安装在摇台上的刀盘切削面是假想齿轮
的-个轮齿。当被加工齿轮与假想齿轮以-定的传动
比绕各自的轴旋转时，刀盘就会在轮坯上切出-个齿
槽，如图1所示。在调整切齿机床的时候，必须使被切
齿轮的节锥面与假想平顶齿轮的节锥面相切并做纯滚
动，而刀顶旋转平面则需和被切齿轮的根锥相切，如图
2所示。所以铣刀盘轴线与被切齿轮的节锥面倾斜-
个大小等于被切齿轮齿根角y的角度。这样就产生了
刀号修正的问题。从而导致被切齿轮的加工调整较为
复杂，刀片的规格比较多。在加工渐缩齿圆弧齿锥齿
轮时，都是采用这种切齿原理的。
图1齿轮加工原理
盘
图2假想平顶齿轮原理
1.2 双重双面法加工
双面法是指-个被加工的齿轮，由内切刀齿和外
切刀齿交错的铣刀盘，在-个齿槽的两面同时进行切
削的加工工艺过程。齿槽的宽度是由刀盘的刀顶距
(即安装刀齿两同心刀尖圆间的距离)所控制，这是弧
齿锥齿轮和准双曲面齿轮副中的大轮最普遍采用的-
种切齿方法。
采用双重双面法，大轮和小轮都采用双面法加工，
大轮可用范成法也可不用范成法加工，小轮必须用范
成法。双重双面法适合模数较小(m≤2.5 mm)，齿沟
很窄，对小轮轮齿凹凸两面分别单独用滚切法加工很
难，因此要求大、小轮均用精双切刀-次精切出凹、凸
两面。这种方法适合小规格齿轮的大批量生产。
2 螺旋锥齿轮数控铣齿机加工仿真
2.1 螺旋锥齿轮数控铣齿机结构模型
螺旋锥齿轮全数控化加工机床0。使用三个正交
平移运动轴(x、y、z)和两个轴线正交的回转运动轴
(4、B)代替复杂的摇台鼓轮、刀倾机构，实现了螺旋锥
齿轮的展成加工。其结构如图3所示。0-XYZ是机
床坐标系，摆动座绕，轴的旋转、工件齿轮绕自身轴
线4的旋转、刀盘沿x轴和l，轴的平动和工件头箱沿
z轴的平动，以上两个旋转运动和三个平动分别代表
了CNC机床的B、A、x、l，和z五个联动轴。它把螺旋
锥齿轮加工原理、控制方法和动作浓缩在最小限度的
三根线移轴和三根回转轴上。由于五坐标数控机床能
够在加工空间中实现刀具相对工件的任何位姿，因此
完全能满足螺旋锥齿轮的数控化加工。