最近和成型类刀具杠上了,这不最近有小伙伴提供了两个比较特殊的螺旋面工件,通常称作阴、阳转子。具体形状如下:
阴转子
阴转子端面齿形没看出有什么特殊的,但是在轴剖面齿形是内凹的,这个是比较特殊的形式。
阳转子
这个端面齿形看着很像是一个将开线蜗杆的齿形,大家觉得呢?
轴剖面的齿形也相对正常,没什么特殊的。
这两个模型有一个共同特点是:齿根部分都绘制的是尖角,一是在实际加工中很难实现,二是对零件的强度也会有影响。下面是它们配在一起的实物:
成型刀具齿形计算
拿到模型首先要将这两个工件的齿形提取出来,一般螺旋面的工件计算刀具齿形【有兴趣参考《齿轮啮合原理》中的相关章节,前面也有简单的介绍】,可以从工件的端面齿形出发,也可以从工件的轴截面齿形出发,但是考虑前面看到阴转子的轴截面是内凹的形状,所以考虑还是采用工件端面齿形作为计算的齿形。置于模型提取的方法,这个用三维软件相对容易,采用出工程图的方式就可以轻松得到了。就下面是得到的端面齿形,需要一个槽型即可。
下面是在CAD中的阴转子的端面槽型:
有了这两个槽型,首先要将这些曲线上的坐标点提取出来,这里用到了前面说的提取工具:
有了这些坐标点之后,就可以载入到MATLAB中,设置好刀具的直径及安装角度,就进行刀具齿形的计算了,下面是计算得到的成型刀具的齿形:
有了铣刀齿形,不太放心,在UG中建立了刀具的模型,并按照实际加工的运动关系进行了运动仿真,如下图所示:
发现了一些问题,例如安装角和中心距对计算结果的影响,阴转子刀具齿形计算出来为什么比工件的槽深要浅一些,工件的齿根过渡部分怎么计算等等。
后面还需要进一步完善,终极目标:
直接从CAD中提取工件齿形→设置参数→计算刀具齿形→绘制刀具齿形→反算工件齿形→绘制加工出的工件齿形
让整个过程全自动完成,不用一步一步手动完成这么费劲了。
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