第11期 2016年11月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2016)11=011903
D0I:10.13462/j. cnki. mmtamt.2016.11.032
基于球头刀的大型直齿锥齿轮
数控铣削方法研究任小中，王建生，张波，董后云
（河南科技大学机电工程学院，河南洛阳471003）
No.11 Nov.2016
摘要：针对国内大型直齿锥齿轮常采用刨齿法、拉齿法等间歌分度的传统机械加工方法中存在的加工精度低和效率低的问题，提出利用球头铣刀在立式数控铣床上加工大型直齿锥齿轮的方法。通过 MATLAB运算提取走刀轨迹关键点的坐标，并以此生成数控加工程序。通过实例编制数控加工程序，并利用VERICUT进行铣齿仿真试验。试验表明该方法的加工路线规划、铣削轨迹求解以及分度
计算均是正确的，为大型直齿锥齿轮的实际加工提供一种新的自动化程度高的加工方法。关键词：大型直齿锥齿轮；球头铣刀；数控加工；铣齿
中图分类号：TH162+.1;TG547
文献标识码：A
NCMachiningSimulationof LargeStraightBevelGearBased onMATLAB
REN Xiao-zhong, WANG Jian-sheng,ZHANG Bo,DONG Hou-yun
(School of Mechanical & Electronic Engineering, Henan University of Science and Technology,Luoyang Henan 471003,China)
Abstract : Large straight bevel gear in the domestic is often processed by the traditional machining methods of intermittent indexing such as gear-shaping, pull teeth and others. The degree of automation, processing precision and efficiency are low. The coordinates of the key points of the tool path were extracted by MAT-LAB operation, then the CNC program was generated based on the coordinates. The new method was per-formed through an example, then the simulation experiment of gear milling was carried out by VERICUT. The experiment indicates that the processing route planning, solution of milling trace and indexing angle cal-culation of this machining method are correct. It provides a new method with high degree of automation for large straight bevel gears actual machining
Key words: large straight bevel gear; ball end mill; NC machining; gear milling
0引言
根据直齿锥齿轮尺寸的大小，大端直径在500~ 3000mm之间的齿轮为大型直齿锥齿轮。大型直齿锥齿轮具有更高的承载能力，在大型起重机械、矿山机械等很多领域都有产泛的应用。但由于受技术水平的制约和专业设备缺乏的影响，国内能够加工这种齿轮的厂家较少]，常采用的加工方法基本上还是传统的刨齿、拉齿等方法，这些方法多为间分度加工，不仅加工效率低，自动化程度不高，加工精度也不高[2-3]。近年来，曹泉利等[4]提出在改造的普通牛头刨床上加工大型直齿锥齿轮的方法，该方法可用于没有专门加工设备的企业进行少批量的生产，但存在成型刀具通用性差、加工精度低、生产成本高等问题。刘少海5等提出在龙门铣床上利用成型铣力加工该型齿轮，但加工
收稿日期：2016-01-08；修回日期：2016-02-29
精度和效率都比较低，成型铣刀通用性比较差、加工出来的齿轮齿形误差较大，影响其使用寿命。针对上述可题，本文提出利用球头铣加工大型直齿锥齿轮的方法。球头铣刀通用性好能够降低生产成本；立式数控铣床能极大的扩大加工范围，提高加工的自动化程度和加工效率。因此，对利用球头铣刀加工大型直齿齿轮方法的研究，有助于提高加工效率和加工质量，
对该型齿轮的实际生产能够起到指导作用。 1
直齿锥齿轮齿面点数学模型的建立
如图1所示，当球头铣刀沿直齿锥齿轮齿面切削时，刀具的中心点M和切削点N并不在同一位置。所以，当编制数控加工程序时需要考虑刀具的半径补偿问题，这在Matlab编程计算刀位点坐标时就需要先求出齿轮齿面点的法向失量方程。
*基金项目：国家自然科学基金资助项目（51575160）
作者简介：任小中(1957一），男，河南武陟人，河南科技大学教授，博士，颈士研究生导师，研究方向为传动件先进制造技术，（E-mail)ren_xi-
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