特性螺旋面的刀具设计记录

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

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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。
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阳转子

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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?
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轴剖面的齿形也相对正常,没什么特殊的。
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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:
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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。
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下面是在CAD中的阴转子的端面槽型:
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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:
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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:
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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:
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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。

我是woodykissme,定期分享有关,机械传动及齿轮加工方面的内容,对这方面感兴趣的小伙伴,可以关注我。希望能够与大家讨论一下:

齿轮的设计及加工方法,加工齿轮所用的刀具设计、制造及使用方面的相关问题。

齿轮刀具设计计算方法,相关应用程序的开发,CAD二次开发自动绘图等的相关技术问题。

刀具应用方面,刀具的切削参数、涂层和使用寿命,加工中遇到的问题和解决办法等问题。

今天就分享到这,感谢您抽出宝贵的时间阅读!

往期精彩内容:

《加工摆线的齿条型刀具齿形计算工具》

《一个齿轮刀具设计综合实例》

《滚刀的加工效率与滚刀参数及齿轮结构有什么关系?》

《齿轮检测报告怎么看?这有详细的讲解!》

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