双曲面齿轮加工流程

2008年第27卷11月第11期机械科学与技术

MechanicalScienceandTechnologyforAerospaceEngineeringNovember2008Vo.l27No.11

准双曲面齿轮的仿真加工新方法

张爱梅,肖 燕,苏智剑,吴序堂

张爱梅

1

1

1

2

(1郑州大学机械工程学院,郑州 450001;2西安交通大学机械工程学院,西安 710049)

摘 要:以五轴联动CNC(computernumericalcontrol)弧齿锥齿轮加工机床的概念模型为基础,提出

了一种新的准双曲面齿轮齿面的加工仿真方法。在仿真过程中,将齿坯离散为一个同心圆族,把将刀具刃锥面简化为一个锥面。并以求解代表齿坯的同心圆和代表刃锥面的圆锥面的交点数值分析方法为核心算法,构建起了整个仿真系统的框架。解决了基于通用CAD(computeraideddesign)平台开发的切齿仿真系统无法直接获得齿面上指定点数据的弊端,为复杂齿面的仿真加工技术的发展提供了新的思路。

关 键 词:准双曲面齿轮;加工仿真;数控铣齿机;数字化齿面

中图分类号:G659;TG61 文献标识码:A 文章编号:1003 8728(2008)11 1383

第六章齿轮加工机床（12学时）

基本内容：齿轮加工的方法、分类；滚齿机的滚齿原理、加工直齿、斜齿圆柱齿轮的运动和传运原理图。Y3150E滚齿机的传动系统分析、其他齿轮加工机床简介。

教学重点：直齿、斜齿同柱齿轮的运动及其方向，传动原理图主运动传动链、进给运动传动链、差动运动传动链、展成运动传动链的分析。

教学难点：斜齿圆柱齿轮的传动系统及运动分析

基本要求：了解齿轮齿面的加工方法、齿轮加工机床的类型；了解滚齿原理，掌握滚切直齿和斜齿园柱齿面的运动、传动原理和传动链分析；了解Y3150E型滚齿机的工作原理、传动系统分析及调整；了解插齿机的用途、工作原理及传动系统；了解园柱齿轮精加工机床的工作原理和应用。

作业：

1. 用左旋滚刀加工直齿齿轮，已知：B1顺铣 2. 用右旋滚刀加工左旋齿轮，已知：B1顺铣 用左旋滚刀加工右旋齿轮，已知：B1顺铣 求：1）画出园柱注A、B2、B3方向及安装角δ 2）并画出传动原理图（直齿加工或斜齿加工） 以上题画出完整的传动原理图 §4-1 概述

一、分类

齿轮加工机床分两类：

园柱齿轮加工机床：切齿机（滚齿机、插齿机、花键铣车齿机） 精加工机：珩齿、剃齿、磨齿 齿轮倒角机，齿轮噪声检查机

锥齿轮加工机床：

第六章齿轮加工机床（12学时）

基本内容：齿轮加工的方法、分类；滚齿机的滚齿原理、加工直齿、斜齿圆柱齿轮的运动和传运原理图。Y3150E滚齿机的传动系统分析、其他齿轮加工机床简介。

教学重点：直齿、斜齿同柱齿轮的运动及其方向，传动原理图主运动传动链、进给运动传动链、差动运动传动链、展成运动传动链的分析。

教学难点：斜齿圆柱齿轮的传动系统及运动分析

基本要求：了解齿轮齿面的加工方法、齿轮加工机床的类型；了解滚齿原理，掌握滚切直齿和斜齿园柱齿面的运动、传动原理和传动链分析；了解Y3150E型滚齿机的工作原理、传动系统分析及调整；了解插齿机的用途、工作原理及传动系统；了解园柱齿轮精加工机床的工作原理和应用。

作业：

1. 用左旋滚刀加工直齿齿轮，已知：B1顺铣 2. 用右旋滚刀加工左旋齿轮，已知：B1顺铣 用左旋滚刀加工右旋齿轮，已知：B1顺铣 求：1）画出园柱注A、B2、B3方向及安装角δ 2）并画出传动原理图（直齿加工或斜齿加工） 以上题画出完整的传动原理图 §4-1 概述

一、分类

齿轮加工机床分两类：

园柱齿轮加工机床：切齿机（滚齿机、插齿机、花键铣车齿机） 精加工机：珩齿、剃齿、磨齿 齿轮倒角机，齿轮噪声检查机

锥齿轮加工机床：

玛丝菲尔总部叶片状双曲面混凝土薄壳结构施工技术

【摘要】 本文结合玛丝菲尔厂区一期工程实例论述了叶片状双曲面形成原理,应用Solidworks、Autocad软件,深化相应的曲面母线网格图、构件截面图、空间坐标定位图，科学合理地选择模板支撑体系布置型式，将曲面外形控制杆件与支撑杆件有机统一起来，受力合理，钢筋绑扎及混凝土浇筑遵循双曲面形成原理，保证双曲面结构成型质量符合设计要求。实践表明此项技术是一种先进科学的新型施工方法，在同类结构施工中值得推广应用。

【关键词】双曲面 叶片 混凝土结构模板 施工技术 1 工程概况

玛丝菲尔服装厂房工程位于深圳市宝安区龙华大浪服装集聚基地，该项目分为两期建设，一期工程由两栋对称布置的厂房（1#、2#厂房）及中间交通塔组成，建筑面积40233㎡。地下一层、地上六层，高度为23.60m。厂房主体为框架结构，四周由形状似叶子的钢筋砼双曲面薄壳结构围护（1-15#叶片），交通塔为双面筒体结构。其中1-13#叶片板厚120mm，配Φ12@150双层双向钢筋；14#叶片曲面底板厚300mm、曲面面板厚200mm，配Φ20@100、Φ16@100双层双向钢筋；15#叶片板厚200mm，配Φ14@100双层双向钢筋

产品型号 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片 产品名称 材料牌号 工序号 10 20 30 描 图 描 校 底 图 装订号 零件图号 零件名称 每件毛坯可制件数 每台件数 共 页 备注 工 时 第 页 毛坯种类 毛坯外 形尺寸 工序名称 选料 锻造 热处理1 检验 车 处数 工 序 内 容 锻造棒料Φ190×52 采用等温正火工艺 锻坯检验 车外圆、车端面 签字 日期 车间 锻造间 热处理中心 检验中心 金工 工设 备 段 签字 热处理炉 CA6140 日期 工 艺 装 备 准 外圆车刀 设计(日期) 审核(日期) 标准化(日期) 会签(日期) 单 40 50 标记 更改文件号 标记 处数 更改文件号

产品型号 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片 产品名称 材料牌号 工序号 60 70 90 毛坯种类 毛坯外 形尺寸 零件图号 零件名称 每件毛坯可制件数

MasterCAM编程中的两个典型问题 一、二维挖槽加工中指定下刀点的问题 Pocket（挖槽）是加工中去除材料非常有效的一个加工方式。在加工中，开放式的挖槽或者外形需要挖槽的时候，我们可以指定从毛坯外部下刀。但如果要在封闭的区域进行挖槽加工，下刀就成了特别需要注意的问题了。我们可以采用螺旋式或者斜插式下刀的方式进行下刀，如图1所示。但有时我们需要先钻预钻孔，然后指定下刀点在预钻孔的位置进行下刀。 图1 下面我们以一个矩形槽为例，来说明这个问题。 1. 画出挖槽区域边界图 绘制宽100mm、高80 mm、周边倒圆R10的矩形，矩形的中心在坐标原点处，如图2所示。 图2 2. 刀具路径生成 (1)在主功能区依次单击Toolpaths/Pocket命令； (2)此时系统提示选择Chain 1，在主菜单上选取Chain后，在绘图区选择矩形框，如图3所示； (3)此时系统提示选择Chain 2，在主菜单上选取Mode/Point，这时就可以通过点菜单在屏幕上指定先前预钻孔的点作为下刀点，此例中选择原点作为下刀点，故在主菜单上选取Origin； (4)确定刀具及加工参数生成刀具路径。 图3

MasterCAM编程中的两个典型问题 一、二维挖槽加工中指定下刀点的问题 Pocket（挖槽）是加工中去除材料非常有效的一个加工方式。在加工中，开放式的挖槽或者外形需要挖槽的时候，我们可以指定从毛坯外部下刀。但如果要在封闭的区域进行挖槽加工，下刀就成了特别需要注意的问题了。我们可以采用螺旋式或者斜插式下刀的方式进行下刀，如图1所示。但有时我们需要先钻预钻孔，然后指定下刀点在预钻孔的位置进行下刀。 图1 下面我们以一个矩形槽为例，来说明这个问题。 1. 画出挖槽区域边界图 绘制宽100mm、高80 mm、周边倒圆R10的矩形，矩形的中心在坐标原点处，如图2所示。 图2 2. 刀具路径生成 (1)在主功能区依次单击Toolpaths/Pocket命令； (2)此时系统提示选择Chain 1，在主菜单上选取Chain后，在绘图区选择矩形框，如图3所示； (3)此时系统提示选择Chain 2，在主菜单上选取Mode/Point，这时就可以通过点菜单在屏幕上指定先前预钻孔的点作为下刀点，此例中选择原点作为下刀点，故在主菜单上选取Origin； (4)确定刀具及加工参数生成刀具路径。 图3

工艺课程设计任务书

题目：落地铣镗床——ZT30DA工作台回转台——31210中心轴机械加工工艺设计

应完成任务：

（1）CAD绘制及手工绘制A3零件图(各一张) （2）编制机械加工工艺规程卡片（一套）

（3）编写工艺课程设计任务书 1

一份

（

前言

机械制造工艺课程设计是在学完了机械制造工艺学及机床夹具设计课程，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节，它要求学生全面地综合运用本课程及其有关课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计和机床夹具的设计。是一次将理论与实际相结合对专业知识的综合训练，并且为我们以后做好毕业设计进行的一次综合训练和准备。其目的在于：

1.培养学生运用机械制造工艺学及有关课程（工程材料与热处理，机械设计，公差与技术测量，金属切削机床，金属切削原理与刀具等）的知识，结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。

2.能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，提高结构设计能力。

3.培养学生熟悉并运用有关手册，规范，图表等技术资料的能力。 4.进一步培养学生识图

工艺课程设计任务书

题目：落地铣镗床——ZT30DA工作台回转台——31210中心轴机械加工工艺设计

应完成任务：

（1）CAD绘制及手工绘制A3零件图(各一张) （2）编制机械加工工艺规程卡片（一套）

（3）编写工艺课程设计任务书 1

一份

（

前言

机械制造工艺课程设计是在学完了机械制造工艺学及机床夹具设计课程，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节，它要求学生全面地综合运用本课程及其有关课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计和机床夹具的设计。是一次将理论与实际相结合对专业知识的综合训练，并且为我们以后做好毕业设计进行的一次综合训练和准备。其目的在于：

1.培养学生运用机械制造工艺学及有关课程（工程材料与热处理，机械设计，公差与技术测量，金属切削机床，金属切削原理与刀具等）的知识，结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。

2.能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，提高结构设计能力。

3.培养学生熟悉并运用有关手册，规范，图表等技术资料的能力。 4.进一步培养学生识图

1 齿轮的切削加工原理

1. 范成法切齿原理

齿轮加工方法很多，以切削加工方法最为常用。范成法是利用一对齿轮啮合原理切削加工齿廓的。如图所示，假设将标准齿条作为刀具，另一齿轮为被切齿轮毛坯。当刀具以v=rω作等速移动，齿轮毛坯以ω作等速转动时，刀具齿廓就能切出被加工齿轮的齿廓。

标准齿条型刀具的齿形

它与标准齿条基本相同，只是齿顶增加了c*m的高度，目的是为了切出被切齿轮的径向间隙。因齿条刀的分度线等分其齿高，故又称为中线。刀顶线与直线齿廓之间的过渡处不是直线，而是以半径为ρ的圆角刀刃。它不能切出渐开线齿廓，只能切出齿根部分的过渡曲线。刀顶线是用来切制被切齿轮齿根圆的。

齿条刀切齿的工作原理图

2．标准齿轮的切制

如图所示，齿条刀中线与齿轮坯分度圆相切并作纯滚动。因为刀具中线上的齿厚等于齿槽宽，所以被切齿轮齿槽宽等于齿厚，即e=s。此外，由于分度圆与中线相切，则齿根高等于齿条刀顶线至分度圆的距离(ha+c)m。因为齿轮坯的齿顶圆是预先已按标准齿轮的齿顶圆直径加工好了的，故其齿顶高等于ham，这样切出的齿轮是标准齿轮。

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3．变位齿轮的切制

变位齿轮: 当齿条刀中线不与齿轮坯分度圆相切，而是相距（相割或相离）xm时，