探究面齒輪高速銑削數控加工方法
2022-8-1 來源： 福州第一技師學院 作者：林集
摘要：面齒輪高速銑削數控加工方法是當前面齒輪加工中應用管道重要方法。本文的主要研究對象就是面齒輪高速銑削數控加工方法，研究中主要針對項目的研究背景進行分析，并且對其工藝的應用進行詳細的闡述，主要完成幾何原理以及技術要點的研究，研究中主要分析 VERICUT 軟件的具體應用，主要針對高速銑削試進行試驗分析。
關鍵詞： 面齒輪；高速銑削；數控加工
0 引言
在當前社會發展過程中，數字化技術、信息技術在工業領域中的應用十分關鍵，最大程度上提升了加工技術的應用效果。數控加工技術是現代加工技術的重要應用模塊，同時在進行技術研究過程中，需要通過數控加工參數控制，完成對整體工藝的綜合引用管控，提升技術的應用效果。
而在數控加工技術不斷優化的背景下，其適合應用更多的零件加工模塊。
本文主要研究高速銑削數控加工方法的應用效率，并且進行加工過程中，需要做好對其加工的優化改進，提升加工技術效果。
1 、項目研究背景分析
面齒輪是一種新型的齒輪傳動方式，其本身與傳統的齒輪結構相比具有獨特的優勢。同時在進行面齒輪分析，面齒輪的承載能力更強、結構更加緊湊。
面齒輪的綜合應用，提升現代齒輪結構的應用效果。
并且進行研究過程中，發現新型齒輪雖然具有良好的技術特點，但是其生產技術相對比較困難，影響到技術的應用效果。
在技術研究過程中，Litvin 等對面齒輪傳動的理論和加工技術做深入研究，提出齒面方程和加工技術。
主要是利用數控加工工藝完成對齒輪的綜合應用分析，并且實際的技術應用過程中，發現數控加工工藝具有精度較差的問題，同時其也存在技術效果較差的問題，影響到實際的生產。所以，本文針對面齒輪高速銑削數控加工方法的應用進行分析，同時提升技術應用效果。
2 、面齒輪高速銑削數控加工方法的原理分析
面齒輪高速銑削數控加工技術的應用，對于工藝技術的應用有非常重要的作用，并且進行相關技術研究中，更可以實現加工應用原理分析。
高速銑削數控加工技術也是數控加工技術的一種，主要利用插齒刀進行徑向進給加工，實現對面齒輪仿形線、面齒輪以及齒廓的加工技術應用分析，在其進行技術應用過程中，需要做好對加工工藝的綜合應用分析，提升加工的效果。
在進行高速銑削數控加工中，通過對道具的控制，通過齒合點刀位計算，實現對其工藝技術的應用研究，模型應用分析，完成對高速銑削加工工藝的應用，提升面齒輪生產技術效果。
3 、高速銑削數控技術在面齒輪加工中的應用
高速銑削數控技術在面齒輪加工中應用，提升了加工技術的應用效果，以下是的對其技術的應用要點的進行管控。
3.1 高速銑床結構模型應用
在高速銑削數控技術在面齒輪加工中應用需要完成對刀具加工的控制，并且進行刀具加工技術的應用過程中，可以實現對刀具加工的應用管控，并且進行項目的研究過程中，更可以完成對技術的綜合應用管控，提升技術應用效果。
其結構模型建立也關系到后續的生產組織控制。
①完成刀具齒面生成。道具齒面在實際的生產應用過程中，主要完成面齒輪的齒輪體系加工應用，并且進行加工技術的應用過程中，還通過虛擬插齒刀的回轉運動對面齒輪做高速切削。實際的模型建立應用過程中，使用包絡方法完成對道具齒面的模型形成。同時在其模型建立應用過程中，完成刀具兩側齒槽的漸開線、面齒輪軸線與插齒刀具軸線的夾角以及面齒輪旋轉角度的實際設計應用，確保模型設計應用合理。
②面齒輪齒面方程以及高速銑床結構模型應用中，需要完成對機床的移動軸和動作軸設計應用，提升了機床的應用效果，并且進行項目研究過程中，更可以實現對機床的應用控制效果。
以圖 1 為面齒輪高速銑床結構。在其進行分析過程中，包括機床 x、y、z 三個移動和 Ａ、Ｂ 兩個轉動。導軌 x 方向的移動實現刀具高速銑削的徑向進給運動，沿機床導軌 y 向的移動可實現高速銑削加工的軸向進給和附加平動，沿導軌 z 向的移動實現刀具相對于面齒輪的附加運動，A 軸轉動為刀具自身的高速旋轉運動，B 軸轉動實現面齒輪的分齒運動和實現刀具沿虛擬插齒刀軸線的擺動。
圖 1面齒輪高速銑床結構
3.2 完成對面齒輪高速銑削加工方法及嚙合點刀位計算
在進行生產加工過程中，完成了對數控加工車床的綜合應用分析，提升加工技術的應用效果。并且進行高速銑削加工技術的應用過程中，需要對嚙合點刀位進行計算，通過刀位計算分析，促進刀位加工形成，提升加工效果。并在高速銑削的過程中，球頭銑刀的球形刃部分可看作一條單獨的曲線，旋轉時與工件相交。在技術的應用過程中，需要完成對插銑刀仿形坐標系的建立。以圖 2 為插銑刀仿形坐標系。建立完成直角坐標系，可以完成對直角坐標的綜合優化計算分析，包括綜合方程的應用計算分析。x Q= xp+rtcos（θos+θs）、y Q=yp-rtsin（θos+θs）z Q=z P。
圖 2插銑刀仿形坐標系
通過直角坐標系的分析發現，面齒輪高速銑削為高速切削，切削量很小，面齒輪齒槽對稱軸與齒刀齒廓的對稱軸夾角等于 0 時，以刀具進給范圍和擺角構成主要的誤差因素。所以，在其進行設計過程中，需要對坐標系的技術進行應用管控。
3.3 在本次高速銑削工藝應用過程中，還包括道具擺角范圍的綜合計算應用
實際的擺角計算的應用過程中，可以實現對其技術應用效果的分析。其擺角主要包括齒面邊界、外徑端、內徑端、過度公切線的實際應用，提升了高速銑削技術的應用效果。
在其擺角的技術應用分析過程中，可以完成對輪插齒刀與齒形修正之間的關系。
3.4 面齒輪高速數控銑削刀具軌跡和程序的生成
數控機床工藝技術研究過程中，針對刀具的軌跡和程序設定非常關鍵，直接關系到整個工藝的應用流程，并且進行工藝研究過程中，更可以實現對刀具加工的綜合應用管控，提升技術的應用效果。
以下是對面齒輪高速銑削工藝刀具軌跡和程序的生成。
①在數控機床工藝研究中，包括對銑削工藝進行綜合優化分析。另外，在實際的程序設計應用過程中，包括使用Unigraphics 作為主要的程序設計軟件，通過程序合理的設計，確保其數控銑削功能的應用更加合理。在其刀具生成
控制過程中，要求完成對其編程步驟進行控制，提升高速銑削工藝的編程的應用控制。其主要的數控機床工藝流程為以下幾個步驟：獲得 CAD 模板—選擇加工模型、定義配置和設備—CAD 模型—創建修改—道具數據、程序、幾何
體、工序—創建操作設計—生成道具路徑—刀具路徑的檢驗和編輯—后置處理技術應用 —NC 程序 。
利用Unigraphics 程序設計軟件，完成對 CAD 模型的綜合應用設計，提升數控機場設計效果，確保面齒輪高速數控銑削刀具加工更加合理。
②在面齒輪加工工藝的應用過程中，需要完成對刀具軌跡生成以及動態鏈開發控制。本次道具軌跡生成過程中，UG/Open API 動態鏈接庫進行設計應用，提升了數據庫的設計效果，能夠最大程度上提升數據設計效果。
在實際的刀具軌跡生成過程中，要求做好 C++語言編寫文件設計.利用 C+語言程序進行設計應用，可以完成對刀具生成的綜合應用控制，提升設計效果。以下是對其刀具設計流程的應用分析。刀具流程主要包括坐標流程體系設計—精加工體系設計—加工余量設計為 0.2mm—機床視圖設計分析—創建刀具直徑為 20 球頭立銑刀—做好刀具參數設計。
針對刀具參數設計，確保其更加合理的完成對設計管控，提升設計效果。
③在進行齒輪高速銑削工藝應用過程中，本次研究完成了加工仿真工藝應用，在最大程度上提升加工技術的應用效果。并且進行加工研究過程中，需要完成面齒輪銑削加工模型仿真，插銑刀直徑 20mm，倒桿伸長長度 50mm，加工步長 0.3mm，加工行距 0.5mm，轉距角為 0.5°。通過具體的加工應用過程中，完成對齒輪高速銑削加工控制，一定程度上也關系到銑削工藝的應用效果。并且進行加工研究中，針對某齒輪進行加工，其中齒輪數為 60、模數為3.5mm、壓力角設計為 20°、齒頂系數為 1。齒根系數為1.25，外半徑 120mm、內半徑為 102.5mm。應用了面齒輪加工工藝，整個齒面的加工誤差達到 0.712vm，證明齒輪高速銑削方法具有良好的加工精度和可行性。
4 、結束語
本文筆者針對面齒輪高速銑削數控加工方法進行分析研究，文章中簡要闡述面齒輪高速銑削數控加工方法的要點，同時也以仿真實驗實現仿真加工的綜合應用管控，提升了加工效果。
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