[发明专利]一种螺旋锥齿轮齿面侧刃铣的加工方法

权利要求书

1.一种螺旋锥齿轮齿面侧刃铣的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：齿轮设计齿面均匀离散化为刀触点点云；

步骤二：刀路在前锥与背锥处的延伸处理；

步骤三：齿轮设计齿面刀触点点云沿齿槽偏置加工余量；

步骤四：锥度立铣刀过刀触点的母线矢量计算公式推导；

步骤五：锥度立铣刀的刀轴矢量与刀位点坐标计算公式推导；具体操作步骤为：先将通过上述步骤得出的刀触点P₁齿面法向量母线矢量与刀具半锥角Δ带入下式，求得刀触点P₁处刀轴矢量的分量如下：

接着根据齿面刀触点法向量和刀轴矢量求解刀触点P₁的刀位点，先将刀触点P₁沿齿面法向量投影到刀轴上，得到投影点P_1t，再将点P_1t沿刀轴矢量的负方向投影到刀具底面，得到刀位点C₀；详细计算过程如下所示：

将刀触点P₁沿齿面法向量投影到刀轴上，得到投影点P_1t；将通过步骤1至步骤三中已知的刀触点P₁坐标(x_mod1、y_mod1、z_mod1)和刀触点P₁齿面法向量带入下式中求解出投影点P_1t的坐标，计算公式如下所示：

上式中，x_1t、y_1t、z_1t为投影点坐标，dev表示刀触点沿齿面法向量投影到刀轴上的距离，其计算公式如下：

上式中，L_S为刀刃长度，gap为刀具实际切削刀刃在整个刀刃首尾的余量，N_S为刀路数量，k_d表示第几行刀轨，D为刀具直径；

再将投影点P_1t的坐标带入下式，得刀触点P₁的刀位点C₀坐标：

式中，x、y、z为刀位点坐标，x_1t、y_1t、z_1t为投影点坐标，L_S为刀刃长度，gap为刀具实际切削刀刃在整个刀刃首尾的余量，N_S为刀路数量，k_d表示第几行刀轨，D为刀具直径；

步骤六：计算螺旋锥齿轮齿面每个刀触点的刀轴矢量和刀位点；

步骤七：生成刀位文件，操作完成。

2.根据权利要求1所述的一种螺旋锥齿轮齿面侧刃铣的加工方法,其特征在于：所述步骤一的具体操作步骤为：在三维CAD软件中，取等值的走刀步长和刀轨间距，生成齿面均匀离散化刀触点点云；并提取螺旋锥齿轮设计齿面刀触点坐标(x_n、y_n、z_n)以及刀触点处的齿面法向量(u_n、v_n、w_n)。

3.根据权利要求1所述的一种螺旋锥齿轮齿面侧刃铣的加工方法,其特征在于：所述步骤二中的延伸处理是刀路在齿轮前锥与背锥处分别是刀路的两端，对其做刀路延伸。

4.根据权利要求3所述的一种螺旋锥齿轮齿面侧刃铣的加工方法,其特征在于：所述的刀路延伸采用切向直线延伸，延伸距离L由使用者确定，将其输入三维CAD软件中，得到刀路两端的延伸点。

5.根据权利要求1-4其任一项所述的一种螺旋锥齿轮齿面侧刃铣的加工方法，其特征在于：所述步骤三的具体操作步骤为：将步骤一、步骤二中提取出的设计齿面刀触点坐标(x_n、y_n、z_n)和刀触点处的齿面法向量(u_n、v_n、w_n)带入下式中，得出齿轮设计齿面刀触点向齿槽偏置加工余量ε后的刀触点点云；

式中，x_mod、y_mod、z_mod是齿面刀触点偏移后的坐标，ε为齿面加工余量。