数控滚齿机加工的零编程方法

专利类型：发明专利 

语 言：中文 

申 请 号：CN200610054239.2 

申 请 日：20060424 

发 明 人：王时龙韩文鹤李先广周杰吕师师谭志敏 

申 请 人：重庆大学 

申请人地址：400044重庆市沙坪坝区正街174号重庆大学科研处 

公 开 日：20060927 

公 开 号：CN1838008A 

代 理 人：胡正顺 

代理机构：重庆大学专利中心 

摘　　要：一种数控滚齿机加工的零编程方法，涉及数控滚齿机的编程方法。本发明方法利用数控系统自带的键盘及数控系统，通过对工件、刀具、加工等参数进行设置、计算和验证，最后根据数控系统的编程格式，自动生成该齿轮的NC加工代码。本发明方法可嵌入数控系统中，其人机界面和数控机床的人机界面风格一致，直接在数控滚齿机上控制加工，因此加工出齿轮的质量稳定性好、工艺成熟度高，操作简便。本发明可广泛应用加工各种类型的齿轮。 

主 权 项：1、一种数控滚齿机加工的零编程方法，利用数控系统自带的键盘、数控系统，其特征在于方法步骤如下：(1)设置参数在设置参数模块中，利用数控系统自带的键盘，设置加工齿轮的以下参数：①设置工件参数设置内容有：工件外径、工件齿数、法向模数、法向压力角、齿轮宽度、螺旋角、螺旋角方向、径向变位系数、齿顶高系数、顶隙系数、工件外径修正量、下齿面与工作台之间的距离参数；②设置刀具参数设置内容有：刀具头数、刀具外径、法向模数、螺旋升角、螺旋方向、压力角、是否窜刀、窜刀起点、窜刀终点、每次窜刀量、每次窜刀加工件数参数；③设置加工参数设置内容有：进给量、切齿深度、滚刀速度、切削方式、切入方式、进给次数参数；④设置其它参数设置内容有：同步取消、外支架、冷却液、排屑、油雾分离器、夹具参数；(2)验证参数由于齿轮和滚齿加工的特殊性，通过程序在验证参数模块中对以下参数进行验证：①工件外径验证： Da1＝Dg+2(ha*+Xn)·Mn1-(1～2)mm 式中：Da1-工件外径 Xn-工件径向变位系数 ha*-工件齿顶高系数 Mn1-工件法向模数 Dg-工件分度圆直径②切削全深量验证： h＝(ha*+c*)·Mn1+(1～2)mm 式中：h-切削全深量 c*-工件顶隙系数③滚刀与工件模数验证： Mn0·cosα0＝Mn1·cosα1 式中：α1-工件法向压力角 α0-滚刀法向压力角 Mn0-滚刀法向模数④滚刀外径验证： Da0≥d0+(ha*+c*)·Mn2 式中：Da0-滚刀外径 d0-滚刀分度圆直径⑤中心距验证：$({\mathrm{Da}}_0+{\mathrm{Da}}_1)/2-h\ge (\frac{Z_d·{\mathrm{Mn}}_0}{\sin {\gamma }_0}+\frac{D_g·{\cos \alpha }_1}{{\cos \alpha }_0})/2+\mathrm{Xn}·{\mathrm{Mn}}_1$ 式中：Zd-滚刀头数当验证正确无误时，进行第(3)步计算；否则提示出错，返回第(1)步重新设置修改后的参数；(3)计算在第(2)步验证正确无误后，通过程序进行下列计算：①滚刀转角γ计算： 若α、β同向时 γ＝-(|α|-|β|) 若α、β异向时 γ＝-(|α|+|β|) 式中：α-齿轮螺旋角 β-滚刀螺旋角②5个重要位置坐标计算1)起始点A(X0，Z0)可根据机床运动的实际情况设定一个值，即为起始点A(X0，Z0)的坐标位置；2)B(X1，Z1)坐标确定X1应大于滚刀和齿坯的中心距L，取$\left\{\begin{array}{c}{X}_1=R+r-h+\mathrm{\Delta x}+100\\ Z_1=H+B+{\mathrm{\Delta H}}^{\prime }\end{array}\right.$ 式中Δx为X方向修正量3)C(X2，Z2)坐标确定X2＝L，即$\left\{\begin{array}{c}{X}_2=R+r-h+\mathrm{\Delta x}\\ Z_2=H+B+{\mathrm{\Delta H}}^{\prime }\end{array}\right.$ 4)D(X3，Z3)坐标确定当加工完时，滚刀的位置为由图4位置进给至图6位置，则Z3点的位置确定为：$\left\{\begin{array}{c}{X}_3=R+r-h+\mathrm{\Delta x}\\ Z_3=H-{\mathrm{\Delta H}}^{\prime }\end{array}\right.$ 5)E(X4，Z4)坐标确定退刀时X4应大于L，$\left\{\begin{array}{c}{X}_4=R+r-h+\mathrm{\Delta x}+5\\ Z_4=H-{\mathrm{\Delta H}}^{\prime }\end{array}\right.$ ③滚刀轴向进给速度计算：由于滚刀和工件进行的是啮合运动，所以分度运动和切削运动的关系式： Ni＝Kd·Nt/Zd...........................① 式中：Kd-滚刀头数 Zd-工件齿数滚刀轴向进给运动与工件运动的关系是： Vf＝fa·Nw..............................② 式中：fa-工件每转滚刀轴向进给量(mm/r) Nw-工件实际转速(r/min)工件的圆周进给运动，通过工件的螺旋线导程和滚刀轴向进给运动Vf得到： Nf＝±Vf/Pz.............................③式中的符号：逆铣加工，工件螺旋方向与滚刀螺旋方向相同时取“+”号；相反时取“-”号；顺铣加工，工件与滚刀螺旋方向相同时取“-”号；相反时取“+”号。工件的螺旋线导程Pz由下式计算得到： Pz＝Mn·π·Zd/sinβ.........................④ 式中：Mn-工件法向模数 β-工件螺旋角工件的实际运动Nw是分度运动Nf和圆周进给运动Ni的代数和，即 Nw＝Ni+Nf....................................⑤将公式①、②、③代入⑤中得滚刀与工件的运动关系式： Nw＝-Kd·Nt/[Zd(1±fa/Pz)]...................⑥再将公式⑥代入②中得到滚刀轴向进给速度： Vf＝fa·Nw＝-fa·Kd·Nt/[Zd(1±fa/Pz)](4)生成NC程序①生成NC程序根据第(3)-①步确定的滚刀转角γ、第(3)-②步确定的5个重要位置坐标A(X0，Z0)、B(X1，Z1)、C(X2，Z2)、D(X3，Z3)及E(X4，Z4)和第(3)-③步确定的滚刀进给速度Vf，利用数控系统，按照数控系统的编程格式，在生成程序模块中自动生成NC程序；②保存程序当NC程序生成后，由操作人员选择，当需要保存时，先对NC程序进行保存后再进入第(4)-③步显示程序；当不需要保存时直接进入第(4)-③步显示程序；③显示程序生成的NC程序，最后显示在数控系统的显示屏上。 

关 键 词： 

法律状态：公开 

IPC专利分类号：G05B19/4093(2006.01)