球面包络环面蜗杆齿形分析及加工

建立球面包络环面蜗杆传动的空间啮合理论体系 ,推导了球面包络环面蜗杆的齿面方程 .完成了基于SolidWorks系统的蜗杆曲面的精确建模 .根据蜗杆齿廓形成原理 ,提出了采用范成法飞刀粗切蜗杆齿形 ,用球头砂轮精确磨削的蜗杆齿廓加工原理和方法 .     

蜗杆砂轮曲面与面齿轮齿面的对应关系

研究蜗杆砂轮磨削面齿轮的原理与方法。利用产形插齿刀作为中间曲面,通过计算面齿轮和插齿刀、插齿刀与蜗杆砂轮的接触线,得到蜗杆砂轮和面齿轮处于不同加工位置的接触点计算方法,给出蜗杆砂轮磨削面与面齿轮齿面对应关系模型,在VERICUT仿真软件中对蜗杆砂轮磨削面齿轮的方法进行仿真验证。研究结果表明:利用蜗杆砂轮磨削面齿轮齿面的关系模型可分析加工过程中面齿轮齿面对应的蜗杆砂轮工作曲面位置,为通过修整蜗杆砂轮对面齿轮齿面制造误差进行补偿修正提供技术基础。     

ZA型蜗杆成形磨削技术研究

针对阿基米德蜗杆(ZA型蜗杆)磨削加工的要求,建立了阿基米德蜗杆磨削加工的数学模型,根据CNC砂轮修整器的成形原理,推导了磨削用砂轮截形的计算方法,利用MATLAB计算得到砂轮回转面的截形,在带有CNC砂轮修整器的数控螺纹磨床上实现了蜗杆的磨削试验。试验证明,该方法稳定提升了蜗杆的磨削精度,而且操作简单。     

ZN_1蜗杆成形磨削砂轮修整研究

成形磨削是精密蜗杆磨削加工的发展趋势,而蜗杆磨削的齿形精度主要取决于成形砂轮廓形的精度。根据齿轮啮合原理建立ZN1蜗杆磨削加工的数学模型,用已知的蜗杆齿面形状求出了砂轮的廓形,通过MATLAB编程计算得到成形砂轮的轴向截形。利用三维建模技术验证了数学建模过程和计算结果的正确性,进而对砂轮修整安装参数进行了分析,得出了砂轮截形的变化规律。     

弧廓线圆环面蜗杆传动的统一公式及应用

根据弧廓线圆环面包络圆柱蜗杆各自形成理论,找出了这几种蜗杆形成原理的共同形式,推导出统一的计算公式,供设计使用.同时,针对用杯形砂轮磨削圆柱蜗杆,推导出最小砂轮半径的计算公式,以保证加工工艺要求.     

直廓金刚石滚轮修整蜗杆砂轮的截形误差精确计算

用直廓截形代替金刚石滚轮理论截形的偏差影响精密蜗杆砂轮截形修整精度。分析了金刚石滚轮修整蜗杆砂轮的方法,建立了蜗杆砂轮修整数学模型,依据空间啮合理论和蜗杆砂轮螺旋面方程,计算金刚石滚轮理论截形。对该理论截形进行直线拟合,计算了拟合直线与理论截形之间的拟合误差及拟合误差对蜗杆砂轮法截面廓形的影响。对一种单头蜗杆砂轮的精密修整进行截形和误差计算,分析了蜗杆砂轮直径与金刚石滚轮直径大小对蜗杆砂轮法截面修整误差的影响。结果表明：修整误差值随着蜗杆砂轮直径、金刚石滚轮直径的减小而增大,金刚石滚轮直径对修整误差影响较小。验证了直廓金刚石滚轮修整蜗杆砂轮的可行性,可用于指导确定蜗杆砂轮修整工艺。     

回转体加工螺旋面时的过渡曲面及其消除方法(摘要)

生产中经常涉及到螺旋面工件的精磨工艺,如操作者调机不当,常会在两个螺旋面的交接处留下过渡曲面。本文通过计算方法求出适应的调整参数以达到消除过渡曲面的目的。众所周知,磨削螺旋面(如梯形螺纹丝杠)时,砂轮就可看作一回转体刀具,如砂轮相对于丝杠的位置不当,则必然使丝杠与砂轮曲面的瞬时接触线不能相互连接为一条曲线,从而与丝杠螺纹面共轭的理论回转体刀具的轴截形呈现出虚廓形的情况,但是生产中所用砂轮都是实体,因此在磨削过     

拓扑修形斜齿轮的数控成形磨齿加工

首先,设计齿廓、齿向修形曲线,经过3次B样条拟合为拓扑修形曲面,并与理论齿面叠加设计修形齿面;其次,根据成形磨削过程中砂轮与齿轮之间的运动关系,推导成形砂轮与齿面的接触条件方程,计算砂轮的廓形点,再通过3次B样条拟合得到精确的砂轮轴向廓形曲线;然后,建立成形砂轮磨削斜齿轮5轴联动Free-Form型数控磨齿机模型,根据砂轮位矢的等效转换,推导各轴运动关系;接着,建立基于数控机床各轴敏感性分析的齿面修正模型,用6阶多项式表示各轴的运动,判断砂轮与齿面的接触状态,确定磨削齿面的误差,并分析各系数扰动对齿面误差的影响;最后,以齿面误差平方和最小为目标函数,通过粒子群优化方法,得到机床运动参数.结果表明,以齿廓修形齿面反算砂轮截形进行5轴数控成形磨齿加工,可有效降低磨削误差.     

凸节曲线非圆齿轮蜗杆砂轮磨削加工方法

针对非圆齿轮精加工难题,提出了一种凸节曲线非圆齿轮蜗杆砂轮磨削方法。将蜗杆砂轮简化为齿条刀,建立齿条刀展成加工凸节曲线非圆齿轮的运动数学模型。根据数控蜗杆砂轮磨齿机结构及展成加工原理,进行机床电子齿轮箱规划,确定主动轴与跟随轴,并利用等弧长加工原理推导出机床同步轴间的同步系数,建立磨削加工联动模型。最后,给出了蜗杆砂轮与非圆齿轮的手动对刀方法,并对蜗杆砂轮安装角、轴向位置及沿齿轮轴向位置参数进行调整。     

磨削圆柱蜗杆砂轮直径的选择

本文通过理论推导和计算,探讨了磨削 ZC 型、ZK 型圆柱蜗杆砂轮直径选择的计算方法,并以5—9级精度动力蜗杆为计算实例,给出磨削砂轮直径的范围,为磨削蜗杆加工工艺提供了设计依据。     

平面二次包络环面蜗杆数控磨床设计及运动学仿真

在研究平面二次包络环面蜗杆数控磨床加工原理的基础上,提出采用磨头部件内藏式和砂轮支撑座倾斜式的设计方式,将砂轮产形面与回转工作台中心轴的距离控制在300 mm以内,减少了蜗杆表面螺旋线误差和磨削的行程。采用第四轴分度盘驱动蜗杆旋转,实现磨削过程中的分度功能,提高了磨床的加工效率和加工精度。建立环面蜗杆加工原理的数学模型,推导出环面蜗杆齿面方程和砂轮产形面方程,并运用Matlab软件模拟仿真齿面方程和瞬时接触线方程,验证了新磨床结构的可行性。     

关于飞刀加工球面蜗轮的计算

球面蜗杆与蜗轮是空间啮合的传动机构。球面蜗轮曲面可以看成蜗杆上诸母线运动所生成的曲面簇的包络。飞刀加工时,使直线刀刃模拟蜗杆上的母线运动,刀刃切削出的曲面就是曲面蔟中的某一曲面。本文用圆柱坐标距离来度量两曲面间的误差,对双飞刀与四飞刀加工精度进行了计算。     

单层超硬磨料蜗杆形砂轮磨削硬齿面

研究了电镀单层超硬磨料蜗杆形砂轮的成形方法及其对磨粒等高性的影响，得到了镍结合剂单层超硬磨料砂轮磨损规律及磨削比并在此基础上探讨了此种砂轮在低速磨削状态了加工硬齿面的可行性，获得了效果。     

基于像素解法的渐开线蜗杆磨削用砂轮廓形计算方法

为实现渐开线蜗杆(记作ZI型蜗杆)的高效磨削,提出了一种基于像素解法的成形砂轮廓形计算方法,该方法能够避免传统齿轮啮合原理中复杂的解析包络过程.像素解法首先利用包络原理建立蜗杆与成形砂轮之间共轭运动形成的扫掠面模型;其次用指定颜色点亮扫掠面在屏幕像素点阵中的最佳逼近像素点;然后通过调整扫掠面的位姿和放大倍数,对扫描区域和边界条件进行了设定,并利用扫掠面的斜率来控制扫掠面的自动放大、分段与重绘.最后通过对屏幕像素点阵的扫描,捕捉指定颜色的临界像素点所在的坐标值,提取扫掠面廓形数据.实验结果表明:该方法是一种高精度的蜗杆磨削用成形砂轮廓形计算方法,蜗杆精度等级达到了4级.     

砂轮修整误差对数控成形磨齿加工精度的影响

基于曲面包络理论建立砂轮修整误差影响下的实际砂轮曲面的数学模型,然后求解实际磨削齿面的端面廓形并评价其与设计廓形的偏差,考察各个砂轮修整误差对磨齿精度的影响。在数控成形磨齿机上进行了磨削实验并用三坐标测量仪测量磨削后的齿轮。测量结果显示齿廓精度达到了4级(ISO 1328-1—1997)。     

聚合氯化铝和铝矾土在精铸齿轮上的应用

本文对聚合氯化铝和铝矾土应用于齿轮精密铸造的优越性,作了较全面的试验研究和理论分析,结果表明:用聚合氯化铝和铝矾土制造型壳,可以大大提高型壳强度,从而提高了精铸齿轮的精度,使其公法线尺寸误差在0.2—0.3mm之内,只需经蜗杆砂轮磨磨削之后,即可达到齿轮最终要求的精度。这就使得建立高效“精铸——蜗杆砂轮磨”齿轮生产线成为可能,并为精铸齿轮生产找到了优质代用材料。     

螺杆转子成形磨削用砂轮廓形的包络-像素设计方法

针对双螺杆压缩机核心部件螺杆转子的高效高精制造问题,提出一种基于包络-像素法的螺杆转子成形磨削用砂轮廓形的设计方法,能够在图形空间高效完成螺杆转子成形磨削用砂轮廓形的设计。该方法结合计算机图形学与啮合原理相关理论,建立了螺杆转子与砂轮之间包络运动形成的扫掠面模型,基于Bresenham算法用指定的颜色点亮最佳逼近像素点,通过边界跟踪方法依次分段提取边界像素点,得到精准的成形砂轮廓形数据。通过与传统解析包络法的对比以及实际磨削试验,结果表明,包络-像素法与解析包络法生成的成形砂轮廓形偏差在±0.003mm,加工转子误差在±0.01mm,可以满足实际工业应用。另外,包络-像素法可避免传统啮合运动共轭曲面的接触线计算中存在求解非线性方程复杂、异常解和人工干预等不足,为计算机图形学技术在螺旋面刀具廓形设计应用提供新思路,亦适用于齿轮、蜗杆、铣刀等类似共轭产品的设计。     

分块杯形砂轮磨削高硬度涂层球面温度

针对分块杯形砂轮磨削高硬度涂层球面的实际工况,计算移动热源的有效宽度,并使用三角形移动热源模型对磨削温度场进行理论建模.分析了磨削运动对传热过程的影响,结合磨粒端面温度和一维导热模型计算热量传入工件比率.通过实验比较了分块杯形砂轮和普通杯形砂轮的磨削温度及磨后表面形貌,同时,分析了磨削参数对磨削温度的影响.结果表明：分块杯形砂轮磨削高硬度涂层球面较普通杯形砂轮具有更低的磨削温度和更好的磨削条件.     

基于曲率的自适应曲面数控磨削

利用等包络迹高度控制砂轮行走路径,实现了曲面的自适应数控成型磨削,以提高曲面的磨削效率.首先,根据曲面曲率建立自适应数控成型磨削的数控模式,然后,在比较等间距行走的数控磨削方式的基础上分析曲面曲率不同的成型磨削特征,最后,进行数控成型磨削试验和检测加工曲面的成形误差,验证该自适应数控成型磨削方法的有效性.分析结果表明,利用移动磨削点的包络成型磨削可以减小砂轮磨损对加工精度的影响.此外,等包络迹高度行走的数控磨削可以根据曲面曲率调节行走路经的间距,实现自适应磨削加工,提高曲面的加工效率,而且在加工曲率较大且提高加工精度时可以较大幅度地减少砂轮行走步数.试验结果表明,当等包络迹高度小至1μm时可以形成光顺的加工曲面,在100mm×40mm范围内形状误差PV值可以达到0.285mm.     

锥形蜗杆磨削中的曲率计算分析

本文分析了锥蜗杆在磨削过程中,砂轮直径对蜗桥齿面二阶微分邻域参数的影响,提出了锥蜗杆副分组配对的方法。