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伯特利數控 加工中心 鉆攻中心

前言：

于汽車、航空、重型機械等領域。因而其加工制造也成為一個重要的課題。本文就用雙轉臺五軸加工中心（以下簡稱五軸加工中心）加工弧齒螺旋錐齒輪方法的問題進行了研究，通過一種運動轉換求解的新方法，使五軸加工中心完成了傳統弧齒錐齒輪銑齒機的刀傾法切制小齒輪的切齒運動。前人所做的類似工作大多數是關于Free-Fonn鐵齒機的，計算復雜，f易理解，有些只求得了近似解。魏冰陽等^[1]用坐標變換的方法研宄了傳統錐齒輪銑齒機與Free-Form銑齒機的運動轉換的問題，由姿態矩陣相等和位置向量相等兩個條件列出方程進行求解，但方程數量多，對產形齒輪和被切制齒輪的速比的敘述不夠明確；王小椿等^[2]用矢量旋轉的方法，先使齒坯與刀盤的相對位姿相同，再研究參考點的運動，以使其相對運動也相同，但計算復雜，計算量大，不易求解；張威等^[3]在此基礎上，以麥克勞林公式近似地表達刀傾法加工時的各軸運動，提高了計算效率，但只是求得近似解；Shin^[4]等也用坐標變換方法研究了兩類加工中心的轉換，并用于齒面誤差的高階修正，但所求表達式過于復雜。蘇進展等^[5]通過引入工件軸與工具軸短距離矢量建立兩種加工中心之間的，從而進行問題的求解；唐進元等^[6]根據魏冰陽等的思路，運用小二乘法原理，用多項式擬合出了Free-form型加工中心各軸的運動方程。

本文也是用坐標變換的方法，考慮五軸加工中心的結構特點，在兩種加工中心中選用原點和z軸分別與齒坯的設計交叉點和齒坯軸線重合的坐標系作為描述運動的基礎坐標系，通過對基礎坐標系的調整，使得在兩種加工中心中，基礎坐標系相對于其各自的刀盤和齒坯的位姿都相同，采用一種將刀盤相對于基礎坐標系的位姿和齒坯相對于基礎坐標系的轉角分開考慮的新方法，分解了計算過程，化簡了計算。在計算齒坯轉角時考慮基礎坐標系調整對齒坯轉角的影響，并據此對其進行補償，終實現了切齒過程由傳統弧齒錐齒輪銑齒機向五軸加工中心的實時轉換，并進行了 VERICUT仿真。

1運動模型的轉換

實現兩類加工中心運動模型的轉換的基本原理是，保持刀盤和齒坯的相對位姿在五軸加工中心中和在弧齒錐齒輪銑齒機中是相同的，在兩類加工中心中分別確定各自的基礎坐標系，用以描述其刀盤相對于齒坯的位姿，如果刀盤和齒坯相對于基礎坐標系的姿態在兩種加工中心中都是相同的，只需在其各自基礎坐標系下描述刀盤和齒坯的相對位置，并使其也相同，便可實現這一轉換。如圖1是格里森No. 116型弧齒錐齒輪銑齒機的模型示意圖，其各主要部件的運動均己表示在圖中，箭頭方向為運動正方向，對其中各運動參數的詳細描述見下文。

根據格里森No. 116加工中心的運動關系建立其運動模型。將加工中心的運動傳遞路線分為兩段：其一是從加工中心固定坐標系到刀盤的坐標系關系，圖2表示由加工中心固定坐標系到刀轉體的坐標系關系，圖3表示由刀轉體到刀盤的坐標系關系；其二是從加工中心固定坐標系到工件箱的坐標系關系，如圖5所示。