[发明专利]一种获取滚切倒棱刀具前刀面廓形的方法

说明书

本发明公开了一种获取滚切倒棱刀具前刀面廓形的方法，其包括步骤：1)建立滚切倒棱刀具与圆柱齿轮的空间展成运动关系坐标系，2)建立各坐标系之间的坐标变换矩阵，3)将圆柱齿轮倒棱目标廓形表示在齿轮静坐标系中，4)建立滚切倒棱刀具与圆柱齿轮端面廓形的接触点模型；5)求解滚切倒棱刀具前刀面与齿轮齿廓接触点的坐标；6)圆滑连接滚切倒棱刀具前刀面与齿轮倒棱目标廓形的各接触点，得到滚切倒棱刀具前刀面刃口曲线。本发明获取滚切倒棱刀具前刀面廓形的方法，其基于滚切连续展成切削运动原理，通过连续求解刀具前刀面与齿轮倒棱目标廓形的接触点，得到滚切倒棱刀具前刀面廓形，能用于滚切倒棱刀具设计，提高圆柱齿轮齿廓倒棱效率。

技术领域

本发明涉及滚齿刀具设计技术领域，涉及一种圆柱齿轮滚切倒棱刀具的设计方法。

背景技术

圆柱齿轮因其结构紧凑、承载能力强、传动比稳定，在高速重载场合广泛使用。为了提高传动精度，延长使用寿命，倒棱是常用工艺手段，经过倒棱的圆柱齿轮可以避免因磕碰产生毛刺，同时降低齿轮噪声影响。

目前采用的工艺类型主要有磨棱法和挤棱法。磨棱法采用磨削方式进行倒棱，存在加工效率低、磨棱形状难以控制等问题；挤棱法采用挤棱刀与待加工齿轮做无侧隙啮合运动对齿轮整个齿廓进行完整均匀的倒棱，但刀具需成对使用，刀具设计也较为复杂。随着对加工齿轮性能要求的日益提高，倒棱原理研究和倒棱机床开发显得愈发的重要。

目前螺旋锥齿轮的倒棱是研究热点，普遍采用盘形刀具间接分度逐一切削倒角进行倒棱加工，但以螺旋锥齿轮为研究对象的倒棱方法不适用于圆柱齿轮的倒棱加工。

由于滚切倒棱刀具的廓形与被加工圆柱齿轮端面廓形不再是共轭齿廓，因此不能采用基于齿轮啮合原理的解析法求解刀具廓形。而正确获得倒棱刀具前刀面廓形是设计滚切倒棱刀具的前提。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种获取滚切倒棱刀具前刀面廓形的方法，以解决如何获得圆柱齿轮滚切倒棱刀具前刀面轮廓的技术问题。

本发明获取滚切倒棱刀具前刀面廓形的方法，包括以下步骤：

1)根据滚切倒棱刀具安装位姿建立滚切倒棱刀具与圆柱齿轮的空间展成运动关系坐标系，所述空间展成运动关系坐标系包括：齿轮静坐标系o_m-x_my_mz_m、齿轮动坐标系o_g-x_gy_gz_g、刀具静坐标系o₁-x₁y₁z₁和刀具动坐标系o_d-x_dy_dz_d，

齿轮动坐标系o_g-x_gy_gz_g与圆柱齿轮固连，在初始位置，齿轮动坐标系o_g-x_gy_gz_g与齿轮静坐标系o_m-x_my_mz_m重合；

刀具动坐标系o_d-x_dy_dz_d与滚切倒棱刀具固连，在初始位置，刀具动坐标系o_d-x_dy_dz_d与刀具静坐标系o₁-x₁y₁z₁重合；

2)建立齿轮动坐标系到齿轮静坐标系的坐标变换矩阵M_mg：

其中为齿轮绕z_m轴逆时针转动的角度；