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.     

螺杆转子成形磨削中砂轮截形的计算

针对螺杆转子成形磨削中端面截形为离散点数据的情况,应用空间啮合原理建立了螺杆转子齿面加工的数学模型,推导了砂轮回转面和转子螺旋面之间的接触条件式,综合运用三次参数样条函数法、追赶法和fsolve函数,利用MATLAB软件编程计算出了砂轮轴向截形,为砂轮数控修整程序的编制提供了有效数据。     

像素矩阵法获取整体式立铣刀容屑槽端截形的研究

以螺旋运动包络法和数学形态学二值图像的处理算法为基础,提出了一种方便快捷准确求取整体铣刀容屑槽端截形的像素矩阵法。该方法首先将砂轮回转面离散成点云后在刀具坐标系下进行包络运动,截取砂轮回转面离散点包络运动在刀具端面上留下轨迹的点云数据,将其转化成像素点,利用数学形态学对该二值像素点图像进行膨胀和腐蚀算法提取截形边界,对所提取边界进行平滑处理和插值,得到高精度的容屑槽端截形。该方法无需解析法求解非线性方程获取接触线的过程,避免了解析法的缺点(计算复杂和有异常解),且提取边界的廓形能满足计算精度要求又直观,是理论上获取刀具容屑槽端截形、分析刀具相关参数的新方法,尤其适用于分析成型刀具包络加工螺旋面。     

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。     

基于砂轮姿态优化的修形齿轮成形磨削刀路规划

为了解决传统的双齿面成形磨削斜齿轮"修形扭曲"现象,提出一种基于调整砂轮姿态的修形齿轮成形磨削刀路规划方法。从成形磨削的本质出发,对斜齿轮的齿向修形齿面进行了数学建模分析,求解并得到砂轮与工件之间的瞬时接触曲线;由砂轮廓形的逆包络法包络出修形齿面,对瞬时接触线包络出的修形齿面与理论齿面进行误差分析,讨论了砂轮姿态与修形误差之间的关系,得到调整砂轮安装偏转角可减小修形误差的结论,同时,配合对砂轮刀具路径的规划,基于修形齿面最小误差平方和法对砂轮姿态和刀具路径进行了优化;通过计算实例对该方法进行了验证,仿真结果表明,此方法可有效地消除节圆处的修形误差,并可进一步降低啮合区域的修形误差。     

磨削螺杆转子砂轮截形计算与仿真验证

介绍了螺杆转子成型磨削原理,并给出成形砂轮截形计算的基本流程.再利用啮合原理推导建立了螺杆转子螺旋面与砂轮回转面的接触线方程式,从而计算得到成型砂轮截形曲线.详细论述了用分段累加弦长参数的数值计算方法,对砂轮截形进行计算,避开对转子截形曲线各离散点直接求导的困难,提高了计算效率.最后以某非对称型线螺杆阴转子为例,对砂轮截形进行计算绘制,并通过仿真加工检验计算的正确性,同时进行干涉判断.该方法也为螺杆转子后续的有限元分析和虚拟测试实验提供了精确的实体模型.     

螺杆转子磨削及计算机数控砂轮修整

为了实现异形螺杆转子在数控螺杆转子磨床SK7032的磨削加工,并对螺杆转子的磨削精度进行评测,提出了一种分段的计算机数控(CNC)砂轮修整方法和确定分段间隔的方法。依据砂轮回转面与被磨削螺杆转子螺旋面的相切条件,推导了二者的空间接触线方程,用接触线方程计算了磨削螺杆转子所需的砂轮截型。采用不同的安装角和中心距对同一螺杆转子型线所对应的砂轮截型进行计算,计算结果对比表明,安装角是机床的敏感参数,中心距变化1mm引起的砂轮截形误差小于1μm。由此也得到了分段CNC砂轮修整方法所对应的合理分段计算间隔,即相邻两次计算砂轮截型的中心距差值应小于1mm。将某型螺杆空压机的阴转子在SK7032转子磨床上进行磨削,磨削后的转子型线检测结果显示:与理论型线相比,采用分段的CNC砂轮修整方法磨削后的型线误差在±10μm以内。该研究可为SK7032数控螺杆转子磨床的功能实现和螺杆转子的磨削提供参考。     

差速窄间隙捏合机螺杆齿形及刀具设计

根据齿轮啮合原理,设计了一种新型差速啮合异向双螺杆捏合机螺杆的端面齿形,该齿形全部由圆弧及圆弧包络线组成,齿形曲线呈光滑连续,齿形上无尖点存在,有利于刀具的设计和磨削加工．同时针对所设计的螺杆,根据铣刀成形原理,计算了铣削加工所需成形盘铣刀的刃形,并根据间隙要求对其进行了修正．用得到盘形铣刀的刃形去加工某些形状的工件,有可能产生过切现象,因此在计算完铣刀刃形后,还对铣刀刃形进行了过切校验,确保所设计的盘形铣刀不会过切螺杆齿形．     

可调叠片式径向剃齿刀的研制

本文概述了径向剃齿刀的特点及其制造中的问题,设计了叠片斜装式径向剃齿刀。应用单自由度啮合原理计算出剃齿刀的理论廓形及与其共轭的砂轮廓形,利用锥面逼近砂轮共轭面,发展了用锥面砂轮刃磨径向剃齿刀的新工艺。     

螺杆压缩机型线设计的逆命题法

螺杆压缩机的泄漏情况与螺杆的啮合线及泄漏三角形有密切关系,以往的型线设计是先确定其中一转子的端面型线来求取其啮合线及其共轭曲线,本文直接从较为理想的啮合线出发,反过来求取螺杆的共轭型线,也就是应用逆命题的方法。本文导出了从啮合线求取共轭型线的积分方程,以螺杆常用型线为例加以说明,并进一步阐明了对以离散点给出的任意啮合线求取螺杆共轭型线的方法,为优化设计螺杆齿形提供了有效的方法。