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[發(fā)明專利]一種旋分倒棱刀具的設(shè)計(jì)方法及其設(shè)計(jì)的刀具和使用方法有效

專利信息
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> 201910894183.9 申請(qǐng)日: 2019-09-20
公開(公告)號(hào): CN110705064B 公開(公告)日: 2023-07-07
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 李佳;翟明偉 申請(qǐng)(專利權(quán))人: 天津大學(xué)
主分類號(hào): G06F30/20 分類號(hào): G06F30/20;G06F30/17
代理公司: 天津創(chuàng)智睿誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12251 代理人: 李薇
地址: 300072*** 國(guó)省代碼: 天津;12
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 一種 旋分倒棱 刀具 設(shè)計(jì) 方法 及其 使用方法
【權(quán)利要求書】:

1.一種圓柱齒輪端面齒廓旋分倒棱刀具的設(shè)計(jì)方法,其特征在于,包括以下步驟:

步驟1:根據(jù)待加工工件參數(shù),建立工件模型,工件模型中端面漸開線沿齒向方向向下偏移,偏移量為倒棱量大小,得初始刃型;

步驟2:輸入運(yùn)動(dòng)參數(shù),得到刀具坐標(biāo)系下的初始刃型在工件坐標(biāo)系下的運(yùn)動(dòng)刃掃面簇;所述運(yùn)動(dòng)刃掃面簇由多個(gè)運(yùn)動(dòng)刃掃面的集合形成;

步驟3:在所述運(yùn)動(dòng)刃掃面簇中選擇與需求的倒棱面形狀最接近的面作為初始刃掃面;

步驟4:根據(jù)設(shè)計(jì)前角參數(shù)模擬推導(dǎo)得前刀面,輸出所述前刀面對(duì)應(yīng)的點(diǎn)數(shù)據(jù);

步驟5:步驟4所得的前刀面與步驟3所得的初始刃掃面相交得切削刃,輸出切削刃對(duì)應(yīng)的點(diǎn)數(shù)據(jù);

步驟6:根據(jù)設(shè)計(jì)后角參數(shù),在所述初始刃掃面對(duì)應(yīng)的參數(shù)a的基礎(chǔ)上,減小參數(shù)a的值,得到若干個(gè)新的刃掃面;所述參數(shù)a為刀具的中心點(diǎn)和工件的中心點(diǎn)在水平方向上的距離;在所述前刀面的基礎(chǔ)上,沿水平中心距方向平移得到若干個(gè)新的前刀面,若干個(gè)新的刃掃面與對(duì)應(yīng)的若干個(gè)新的前刀面相交得到若干個(gè)新的切削刃,若干個(gè)新的切削刃擬合成自由曲面,所得自由曲面為后刀面,輸出后刀面對(duì)應(yīng)的點(diǎn)數(shù)據(jù);

步驟7:利用所得的前刀面對(duì)應(yīng)的點(diǎn)數(shù)據(jù)、切削刃對(duì)應(yīng)的點(diǎn)數(shù)據(jù)和后刀面對(duì)應(yīng)的點(diǎn)數(shù)據(jù)構(gòu)建單齒模型,最終建模得刀具結(jié)構(gòu)。

2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)方法,其特征在于,所述步驟1-6均在MATLAB軟件中完成。

3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)計(jì)方法,其特征在于,所述步驟7在SolidWorks軟件中完成。

4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)方法,其特征在于,所述待加工工件參數(shù)包括模數(shù)、齒數(shù)、壓力角、工件齒寬和倒棱量。

5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)方法,其特征在于,所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括轉(zhuǎn)速比、工件轉(zhuǎn)速和刀盤直徑。

6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)的圓柱齒輪端面齒廓旋分倒棱刀具,其特征在于,包括圓形的刀體(1)和沿所述刀體(1)外圓周均勻分布的刀齒(2),所述刀齒(2)包括前刀面(3)、切削刃(4)和后刀面(5);

所述前刀面(3)根據(jù)設(shè)計(jì)前角計(jì)算得出;

所述切削刃(4)為所述前刀面(3)和初始刃掃面(7)的交線,所述初始刃掃面(7)是在初始刃型(6)在工件坐標(biāo)系下的運(yùn)動(dòng)刃掃面簇中選擇的與需求的倒棱面形狀最接近的一個(gè)刃掃面,所述初始刃型(6)由圓柱齒輪工件的端面漸開線沿齒向方向向下偏移倒棱量大小得到的;

所述后刀面(5)是根據(jù)設(shè)計(jì)后角在所述初始刃掃面(7)對(duì)應(yīng)的參數(shù)a的基礎(chǔ)上,減小參數(shù)a的值,得到若干個(gè)新的刃掃面;所述參數(shù)a為刀具的中心點(diǎn)和工件的中心點(diǎn)在水平方向上的距離;在所述前刀面的基礎(chǔ)上,沿水平中心距方向平移得到若干個(gè)新的前刀面,若干個(gè)新的刃掃面與對(duì)應(yīng)的若干個(gè)新的前刀面相交得到若干個(gè)新的切削刃,若干個(gè)新的切削刃擬合成的自由曲面。

7.如權(quán)利要求6所述的圓柱齒輪端面齒廓旋分倒棱刀具,其特征在于,所述設(shè)計(jì)前角為3-20°。

8.如權(quán)利要求6所述的圓柱齒輪端面齒廓旋分倒棱刀具,其特征在于,所述設(shè)計(jì)后角為0-10°。

9.如權(quán)利要求6所述的圓柱齒輪端面齒廓旋分倒棱刀具,其特征在于,所述刀齒(2)的齒數(shù)為6-20個(gè)。

10.利用權(quán)利要求6所述的旋分倒棱刀具加工圓柱齒輪端面齒廓倒棱的方法,其特征在于,包括以下步驟:

步驟一:將兩個(gè)相同的圓柱齒輪端面齒廓旋分倒棱刀具反向安裝在刀具主軸上,待加工圓柱齒輪端面工件固定在工件主軸上;

步驟二:根據(jù)工件齒數(shù)和刀具齒數(shù),計(jì)算刀具與工件的轉(zhuǎn)速比,刀具和工件以所述轉(zhuǎn)速比同步旋轉(zhuǎn),將圓柱齒輪端面齒廓旋分倒棱刀具對(duì)準(zhǔn)待加工圓柱齒輪端面工件的端面齒槽位置;

步驟三:調(diào)節(jié)刀具主軸和工件主軸夾角,調(diào)整水平中心距和垂直中心距,完成圓柱齒輪端面齒廓的旋分切削加工;

步驟四:加工圓柱齒輪端面齒廓單側(cè)的齒廓倒棱后,工件主軸和刀具主軸同時(shí)改變旋轉(zhuǎn)方向,將圓柱齒輪端面齒廓旋分倒棱刀具對(duì)準(zhǔn)待加工圓柱齒輪端面工件的另一側(cè)端面齒槽位置,重復(fù)步驟二和步驟三,完成圓柱齒輪端面另一側(cè)齒廓倒棱的切削加工。

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