剐齿刀制造关键技术研究

摘要

剐齿技术是一种新型的圆柱齿轮加工技术，能够有效地完成传统齿轮加工方法不能加工的非贯通、无退刀槽、内螺旋齿的加工。目前，在剐齿原理的研究、数控剐齿机的研发、无理论刃形误差剐齿刀的设计等方面已经取得一定的成果，但是有关无理论刃形误差剐齿刀制造技术的研究仍属空白，严重阻碍了剐齿技术的大面积推广和应用，因此，对剐齿刀制造关键技术的研究显得尤为重要。本文基于自由曲面多轴联动数控加工理论，对剐齿刀前刀面与主后刀面的磨削技术进行深入研究。
　　本文首先从无理论刃形误差剐齿刀设计原理出发，分析剐齿刀结构，并根据剐齿刀各部分加工工艺要求，制定正确的剐齿刀制造工艺路线。针对前刀面的加工，本文在前刀面工艺分析的基础上，研究前刀面的磨削方法，以前刀面最小曲率半径为依据选择斜角砂轮的尺寸；在此基础上，建立前刀面磨削刀位数据数学模型并进行轨迹规划，得到不发生干涉的刀位数据，选择合适的机床结构，研究通过后置处理生成数控程序的方法。对于主后刀面的加工，本文针对主后刀面凹凸区域分布情况，提出砂轮边线点磨的加工方法；根据上述加工方法建立主后刀面磨削刀位数据的数学模型；在此基础上，采用正交实验的手段选择适当的参数组合以避免干涉；进一步地，进行磨削轨迹规划，从而得到不发生干涉的主后刀面磨削刀位数据；针对B型五轴数控工具磨床的机床结构对其进行后置处理，计算非线性磨削误差，并生成相应的数控程序。最后，针对实际剐齿加工工件的参数，通过计算实例，验证本文提出的前刀面与主后刀面磨削技术的有效性和可行性。
　　本文提出的剐齿刀前刀面与主后刀面的磨削技术能够有效地克服剐齿刀制造技术的难点，具有一定的通用性，为摆线齿、圆弧齿剐齿刀的设计与制造提供了参考。

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字母注释表

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外发展现状

1.3 本文的主要内容

第二章 剐齿刀制造工艺路线

2.1 引言

2.2 无理论刃形误差剐齿刀工艺分析

2.3 剐齿刀制造工艺路线

2.4 本章小结

第三章 剐齿刀前刀面磨削技术

3.1 前刀面的磨削方法

3.2 砂轮尺寸的选择

3.3 前刀面磨削刀位数据的计算

3.4 后置处理

3.5 本章小结

第四章 剐齿刀主后刀面磨削技术

4.1 主后刀面几何特性分析

4.2 主后刀面的磨削方法

4.3 主后刀面磨削刀位数据的计算

4.4 后置处理

4.5 本章小结

第五章 计算实例

5.1 剐齿刀毛坯准备

5.2 剐齿刀磨削加工计算实例

5.3 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 本文的主要结论

6.2 本文的创新性工作

6.3 工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

附录

一、剐齿加工工件图纸

二、无理论刃形误差剐齿刀具图纸

三、无理论刃形误差剐齿刀具毛坯图纸

四、剐齿刀前刀面磨削加工数控程序

五、剐齿刀主后刀面磨削加工数控程序

致谢