一种基于半自动CAD的环面蜗轮滚刀制造方法

• 作者: 龙新佳妮 李海涛 芮成杰 杨杰 张筱迪 魏文军
• 来源期刊: 南京航空航天大学学报（英文版）
• 学科: 工学
• 关键词: 环面蜗轮滚刀 顶后角面 特征层次知识 半自动 计算机辅助设计
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 页码范围: 914-927
• 页数: 14页
• 分类号: TH132.4
• 语种: 英文

摘要

在传统的制造工艺中,环面蜗轮滚刀刀齿的顶后角面由手工磨削,不能保证滚刀刀齿刃带面的宽度;滚刀的每一个几何特征曲面是通过不同的制造工艺采用不同的机床加工生成,工艺繁琐且制造效率低.为了简化滚刀制造工艺,提高制造效率和刃带面的制造精度,本文提出一种滚刀半自动计算机辅助设计(Computer aided de?sign,CAD)方法.首先建立滚刀螺旋面和侧后角面数学模型,在此基础上提出一种滚刀刀齿顶后角面数学模型的建立方法;根据得到的滚刀数学模型计算得到滚刀各特征曲面点云坐标.以点云坐标为基础,通过对滚刀特征层次知识的参数信息进行分类和提取,实现滚刀在三维软件中的自动化建模.根据生成的三维模型,在四轴数控铣床上仅经过两次装夹可加工出完整环面蜗轮滚刀成品.在测量投影仪上对半自动CAD方法制造出的滚刀刀齿刃带面宽度进行测量,证明了刃带设计宽度的精度可以得到保证.在该滚刀滚切出的蜗轮和对应的蜗杆啮合试验中,蜗轮接触区边缘清晰且界限分明,说明了该蜗杆副传动啮合效果良好,用半自动CAD方法制造的滚刀切削性能良好.所提出的半自动CAD方法简化了滚刀制造工艺,提高了滚刀设计效率和制造精度.