基于四轴加工中心的斜齿轮多轴数控加工工艺.pdf

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1、2013年4月机床与液压Apr．2013第41卷第8期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．4lNo．8DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．08．011基于四轴加工中心的斜齿轮多轴数控加工工艺杜家熙，沈宏(河南科技学院，河南新乡453003)摘要：针对大模数齿轮齿形的加工特点，着重分析了斜齿轮多轴数控加工的工艺方法和工艺特点，研究了斜齿轮齿形多轴加工中刀具轨迹的生成、加工编程、刀具轨迹仿真验证、刀具干涉和机床与齿轮齿形的碰撞检查等，寻求出斜齿轮多轴数控加工的最优方法和工艺

2、方案。该方案既能够充分发挥多轴设备的加工能力，又为大模数斜齿轮加工提出了新的方法与思路。关键词：大模数齿轮；斜齿轮；多轴数控加工；四轴加工中心中图分类号：TG61文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)8—028—3Multi-axisNCMachiningTechnologyofHelicalGearBasedonFour-axisMachiningCenterDUJiaxi．SHENHong(HenanInstituteofScienceandTechnology，XinxiangHenan4530

3、03，China)Abstract：Inviewofprocessingcharacteristicsoflargemodulegear，themulti-axisNCmachiningtechnologyandprocessingcharacteristicsofhelicalgearwereanalyzed．Toolpathgeneration，machiningprogram，toolpathsimulation，cutterinterferenceandcollisiondetectionformachine

4、toolandgearprofilewerediscussed．Theoptimalmethodandprocessschemeofhelicalgearformulti—axismachiningwerefoundout．ThismethodCannotonlymakefulluseoftheprocessingcapacityofmulti—axisNCmachiningcenter，butalsogiveUSanewwayandthoughtforlargemodulehelicalgear’Sprocessi

5、ng．Keywords：Largemodulegear；Helicalgear；Multi-axisNCmachining；Four—axismachiningcenter传统的齿轮加工主要采用滚齿、插齿和磨齿等。线与齿轮轴线所夹的锐角卢为基圆螺旋角。卢愈大，采用传统方法加工大模数齿轮，特别是斜齿轮、人字轮齿的齿向愈偏斜；但若卢=0时，斜齿轮就变成直齿轮、曲线齿轮等，加工效率低下、产品质量与加工齿轮。成本之间矛盾突出、工艺方案适应性差。对于模数大、齿数少的齿轮，采用小规格的滚齿机滚不动，而采用大规格的滚齿机又够不着，

6、难以实现经济高效的加工。随着多轴数控技术在加工中心上的广泛应用，这些问题就会迎刃而解，其加工效率比传统的加工方法可提高2～3倍，精度可达5级以上，可以进行多品种、全工序的齿轮加工。1斜齿轮的齿面形成及加工工艺图1斜齿轮的齿面形成1．1斜齿轮的齿面形成1．2斜齿轮的加工工艺斜齿轮是齿形与齿轮轴成一定角度的齿轮，斜齿斜齿轮的基本加工工艺如图2所示，其中工序6轮的齿面形成原理如图1所示。发生面Js沿基圆柱作铣齿形工序有以下3种方案：方案一，在螺旋铣床上纯滚动时，其上面的一条与基圆柱母线成夹角的加工，属于传统加工；方案二，在

7、电火花线切割机床斜线展成斜齿轮的齿面，为渐开螺旋面。渐开螺上加工，效率特别低，机床一天24h运转，需要4旋面与齿轮端面(垂直于齿轮轴线的截面)的交线天多的时间；方案三，在多轴立式加工中心上加工，仍是渐开线；但它与基圆柱面以及和基圆柱同轴的任程序控制，自动走刀加工，效率高，可以满足加工精一圆柱面的交线均为螺旋线。基圆柱螺旋线AA的切度的要求。收稿日期：2012—02—06作者简介：杜家熙(1964一)，男，硕士，副教授，主要研究方向为数控加工技术及CAD／CAM。E—mail：shy11999@126．corn。第8期

8、杜家熙等：基于四轴加工中心的斜齿轮多轴数控加工工艺·29·考虑采用指状铣刀；而当加工大模数、大直径斜齿轮兰H正火卜圆I、时可以考虑选择盘状铣刀。2．3夹具的选择竺HHl在利用四轴加工中,c,gnm圆柱斜齿轮时，需使用专用夹具。装夹时，夹具需固定在四轴加工中心平台图2斜齿轮的基本加工工艺上，第四轴装配在夹具上，齿轮毛坯装夹在第四轴2斜齿轮多轴加工