圓柱齒輪自由曲面銑削下的齒形誤差研究

陳丹萍，廖宇蘭，周 漢，蘇 明

（1.海南科技職業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院，海南海口 571126；2.海南大學(xué)機電工程學(xué)院，海南海口 570228）

1 引言

自由曲面銑削是一種新型的柔性齒輪加工技術(shù)，可用于外齒輪的加工，尤其適用于具有復(fù)雜幾何形狀的新型齒輪。近年來，齒輪的自由曲面銑削已顯示出其巨大的潛在優(yōu)勢，并越來越具有工業(yè)應(yīng)用價值［1］。

雖然工業(yè)上通用多軸加工中心可以實現(xiàn)齒輪的自由曲面銑削，傳統(tǒng)的自由曲面理論和方法［2?4］可以被認為是齒輪制造的基礎(chǔ)。國內(nèi)外研究學(xué)者在齒輪銑削誤差方面開展了大量研究，文獻［5］針對錐齒輪的幾何誤差控制，從影響加工誤差的因素方面建立了數(shù)學(xué)模型，研究了加工誤差的影響規(guī)律。文獻［6］在傳統(tǒng)單齒輪加工工藝基礎(chǔ)上，研究了齒槽加工順序與銑削均勻度的影響關(guān)系，在此基礎(chǔ)上優(yōu)化了數(shù)控加工程序。文獻［7］針對人字形齒輪的銑削加工精度和效率方面，基于殘差控制法建立了刀具路徑的數(shù)學(xué)模型，通過實驗驗證了立銑刀加工模型的有效性。文獻［8］在數(shù)控銑床上研究了一種新型凸凹齒輪的加工時間，結(jié)果表明隨著模數(shù)的增加、齒數(shù)和銑削角度的增加，加工次數(shù)增加。文獻［9］提出了一種精確五軸側(cè)銑螺旋錐齒輪或準雙曲面齒輪的數(shù)控編程創(chuàng)新方法。其他比較典型的銑削誤差研究如文獻［10?13］所述。

上述研究為銑削技術(shù)的研究提供了重要參考加載，這里通過對圓柱齒輪表面幾何特征與銑刀的運動關(guān)系進行建模，研究了自由曲面銑削加工圓柱齒輪的齒形誤差，分析銑刀類型、銑刀進給策略、齒輪基本參數(shù)等加工參數(shù)對齒形誤差的影響。……