[发明专利]一种弧面蜗杆齿面加工建模方法、装置及设备

说明书

本发明提供了一种弧面蜗杆齿面加工建模方法，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，并结合弧面蜗杆坯三维模型及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；通过对弧面蜗杆坯三维模型进行运算，减去刀刃轨迹曲面三维模型，建立弧面蜗杆齿廓三维模型，并调整弧面蜗杆齿廓三维模型，完成弧面蜗杆三维模型的构建，基于本发明，能够为机床在加工弧面蜗杆时提供高精度的模型及坐标参数，有效的解决了弧面蜗杆建模困难等问题。

技术领域

本发明涉及蜗杆加工建模领域，特别涉及一种弧面蜗杆齿面加工建模方法、装置及设备。

背景技术

随着数控加工齿轮技术的发展，现在对于具有复杂齿面的弧面蜗杆加工也逐步得到实现，但数控技术加工弧面蜗杆，首先要输入符合数控加工要求的高精度坐标参数。目前对于一些具有复杂齿面的弧面蜗杆，要得到齿面的坐标参数，主要手段是通过计算机进行复杂的共轭方程求解或者离散法求交再曲面拟合的繁琐运算来获得的，耗费时间太长，且得到的齿面精度较低，不能很好的反应复杂共轭齿面间的啮合质量。因此，为获得符合数控加工要求的高精度坐标参数而建立弧面蜗杆的三维实体模型变得越来越有必要。为较快获得高精度弧面蜗杆的三维实体，高效正确的弧面蜗杆建模方法是基础。

发明内容

本发明公开了一种弧面蜗杆齿面加工建模方法、装置及设备，根据弧面蜗杆、车刀设计参数及模拟车削运动，建立弧面蜗杆三维模型，为数控加工提供高精度的模型及坐标参数。

本发明第一实施例提供了一种弧面蜗杆齿面加工建模方法，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；

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。

优选地，所述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，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，根据所述第一刃轨轨迹曲面、第二刃轨轨迹曲面及横刃轨迹曲面构成刀刃轨迹曲面三维模型。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，所述车刀做圆弧运动。

优选地，所述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之后，还包括弧面蜗杆工作后角的测量，具体为：