[发明专利]一种弧面蜗杆齿面加工建模方法、装置及设备

权利要求书

1.一种弧面蜗杆齿面加工建模方法，其特征在于，包括：

根据弧面蜗杆设计参数，模拟弧面蜗杆的车削运动和车刀与弧面蜗杆的相对位置，建立弧面蜗杆坯三维模型；

根据车刀的几何参数，建立车刀几何模型，并结合所述弧面蜗杆坯三维模型及所述车刀几何模型建立弧面蜗杆车削三维模型；

根据弧面蜗杆加工工艺参数，模拟所述车刀与弧面蜗杆的车削运动，分段建立刀刃轨迹曲面三维模型，具体为：所述车刀设有第一刀刃、第二刀刃，所述第一刀刃上设有第一个端点和第二个端点，分段生成第一刀刃轨迹螺旋线和第二刀刃轨迹螺旋线，所述第二刀刃上设有第一个端点和第二个端点，分段生成第三刀刃轨迹螺旋线和第四刀刃轨迹螺旋线；

将所述第一刀刃上的第一个端点及第二个端点生成的第一条及第二条刀刃轨迹螺旋线构成第一刃轨迹曲面，将所述第二刀刃上设有第一个端点和第二个端点生成的第三条及第四条刀刃轨迹螺旋线构成第二刃轨迹曲面，将所述第一刀刃上的第一条刀刃轨迹螺旋线和所述第二刀刃上的第三条刀刃轨迹螺旋线构成横刃轨迹曲面，根据所述第一刃轨迹曲面、第二刃轨迹曲面及横刃轨迹曲面构成刀刃轨迹曲面三维模型；

通过对所述弧面蜗杆坯三维模型进行运算，减去所述刀刃轨迹曲面三维模型，建立弧面蜗杆齿廓三维模型，并调整所述弧面蜗杆齿廓三维模型，完成弧面蜗杆三维模型的构建，为机床在加工弧面蜗杆时提供高精度的模型及坐标参数，之后还包括弧面蜗杆工作后角的测量，具体为：

根据弧面蜗杆的设计参数，建立圆柱三维模型，对所述弧面蜗杆三维模型及车刀进行运算，减去所述圆柱三维模型，进而获得所述第一刀刃后刀面及所述第二刀刃后刀面与所述弧面蜗杆的齿面的夹角，即获得弧面蜗杆工作后角。

2.根据权利要求1所述的一种弧面蜗杆齿面加工建模方法，其特征在于，所述第一刀刃轨迹螺旋线、所述第二刀刃轨迹螺旋线、所述第三刀刃轨迹螺旋线及所述第四刀刃轨迹螺旋线分成7段生成。

3.根据权利要求1所述的一种弧面蜗杆齿面加工建模方法，其特征在于，所述第一刀刃轨迹螺旋线、所述第二刀刃轨迹螺旋线、所述第三刀刃轨迹螺旋线及所述第四刀刃轨迹螺旋线的螺距和半径均为非线性变化。

4.根据权利要求1所述的一种弧面蜗杆齿面加工建模方法，其特征在于，所述车刀做圆弧运动。

5.一种弧面蜗杆齿面加工建模装置，其特征在于，包括：

弧面蜗杆坯建模单元，用于根据弧面蜗杆设计参数，模拟弧面蜗杆的车削运动和车刀与弧面蜗杆的相对位置，建立弧面蜗杆坯三维模型；

弧面蜗杆车削建模单元，用于根据车刀的几何参数，建立车刀几何模型，并结合所述弧面蜗杆坯三维模型及所述车刀几何模型建立弧面蜗杆车削三维模型；

刀刃轨迹曲面三维建模单元，用于根据弧面蜗杆加工工艺参数，模拟所述车刀与弧面蜗杆的车削运动，分段建立刀刃轨迹曲面三维模型，具体用于：所述车刀设有第一刀刃、第二刀刃，所述第一刀刃上设有第一个端点和第二个端点，分段生成第一刀刃轨迹螺旋线和第二刀刃轨迹螺旋线，所述第二刀刃上设有第一个端点和第二个端点，分段生成第三刀刃轨迹螺旋线和第四刀刃轨迹螺旋线；

将所述第一刀刃上的第一个端点及第二个端点生成的第一条及第二条刀刃轨迹螺旋线构成第一刃轨迹曲面，将所述第二刀刃上设有第一个端点和第二个端点生成的第三条及第四条刀刃轨迹螺旋线构成第二刃轨迹曲面，将所述第一刀刃上的第一条刀刃轨迹螺旋线和所述第二刀刃上的第三条刀刃轨迹螺旋线构成横刃轨迹曲面，根据所述第一刃轨迹曲面、第二刃轨迹曲面及横刃轨迹曲面构成刀刃轨迹曲面三维模型；

弧面蜗杆齿廓三维建模单元，用于通过对所述弧面蜗杆坯三维模型进行运算，减去所述刀刃轨迹曲面三维模型，完成弧面蜗杆三维模型的构建，之后还包括弧面蜗杆工作后角的测量，具体为：

根据弧面蜗杆的设计参数，建立圆柱三维模型，对所述弧面蜗杆三维模型及车刀进行运算，减去所述圆柱三维模型，进而获得所述第一刀刃后刀面及所述第二刀刃后刀面与所述弧面蜗杆的齿面的夹角，即获得弧面蜗杆工作后角。

6.根据权利要求5所述的一种弧面蜗杆齿面加工建模装置，其特征在于，所述弧面蜗杆齿廓三维模型单元，还包括求差模块，用于将所述弧面蜗杆坯三维模型依次减去多段刀刃轨迹曲面实体模型。

7.一种弧面蜗杆齿面加工建模设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任意一种弧面蜗杆齿面加工建模方法。