[发明专利]一种非圆齿轮的自动控制制造方法

说明书

本发明涉及一种采用计算机控制的非圆齿轮制造方法。

以往非圆齿轮(例如椭圆形、偏心形等齿轮)的制造，由于其不规则边缘形状，给正常加工制造造成很大困难。为解决这个问题，传统的方法是利用数控插齿机和数控滚齿机加工的，由于受机床加工精度和刀具精度限制，其最高加工精度偏低(最高六级精度)，因此高精度非圆齿轮(六级精度以上)一直难以加工。另外，当加工少批量非标准模数的非圆齿轮时，由于刀具制造困难，或成本高且生产周期长，因此不适宜少批量加工。可参考文献：李福生等，《非圆齿轮》。机械工业出版社。1975年

本发明的目的是提供一种能自动按预设图形的指令进行柔性加工的非圆齿轮制造方法：

(1)启动计算机，装载绘图软件(22)和线切割自动编程软件(23)和计算非圆齿轮外形曲线的程序(24)入计算机存储器内，输入非圆齿轮的特征方程(25)。

(2)启动绘图软件(22)和计算非圆齿轮外形曲线程序(24)，以CPU(5)为核心，使绘图软件(25)和计算非圆齿轮外形曲线程序(24)配合工作，绘制出非圆齿轮外形曲线绘图文件(6)，并存入计算机存储器内；

(3)启动线切割自动编程软件(23)，把绘图文件(6)转换成机床加工指令；

(4)机床根据计算机传入的加工指令加工出非圆齿轮外形曲线，从而完成非圆齿轮的加工。

步骤(1)中，装载绘图软件(如AutoCAD)和线切割自动编程软件(如AutoPV4.1)入计算存储器中，以此为计算非圆齿轮外形曲线程序的开发平台，输入非圆齿轮的特征方程(如节曲线方程和齿数)，确定待加工的非圆齿轮的具体外形，方程可为极坐标方程R=f(t)或y=f(x)形式，齿数必须为整数。步骤(2)中，启动绘图软件和计算圆齿轮外形曲线程序，使它们互相配合，根据特征方程和特征数据，完成非圆齿轮外形曲线的计算并且把外形曲线绘制到绘图软件上的一个绘图文件。步骤(3)中，线切割自动编程软件提取由绘图文件存储的直线和圆弧数据，根据编程软件本身提供的自动转换功能，把绘图文件存储的直线和圆弧全部转换或线割加工指令(如3B、4B、LRB等格式指令)输出，步骤(4)中，线切割机床控制台根据计算机传入的指令，控制切割机床的加工电极——金属丝，按照绘图文件所描绘的非圆齿轮外形曲线边运动边加工，从而完成非圆齿轮的外形轮廓加工。

本发明可以这样完善，步骤(2)中采用如下具体步骤实现：

(7)根据〔节曲线特征方程R=f(t)〕(25)齿数Z，控制CPU(5)计算出非圆齿轮的模数和节曲线上Z个分度点坐标并存入存储器内；

(8)从存储器内取出第n个分度点坐标(n初值为1)，利用计算非圆齿轮外形曲线程序(24)中的算法即X=X₁±S*COS(a₀)*COS(Ba₀)计算出准确落在通过Y=Y₁±S*COS(a₀)*Sin(Ba₀) 第n个分度点的齿廓上的根据精度需要确定的所有拟合点坐标；

(9)判断Z个齿廓曲线上的拟合点是否已全部计算完，如未计算完，则取下一个分度点坐标，重复(8)；如已计算完，则执行下一步；

(10)从存储器中取出各个齿廓的拟合点，以某种曲线拟合法拟合出非圆齿轮外形曲线，并以绘图文件形式存储器；步骤(5)中，CPU按照节曲线方程和齿数计算出节曲线的Z个分度点坐标和模数值，模数值可为标准模数和非标准模数，非标准模数不需圆整为标准模数。如通过本方法，用绘图式编程绘出M=1.637的非圆齿轮外形曲线，由线切割直接。例如当M=1.637时不要圆整为1.70或1.50，因此，能轻易加工非标准模数非圆齿轮，省却了传统加工时制造非标刀具的麻烦。

步骤(8)中，CPU根据公式①X=X₁±S*COS(a₀)*COS(B-a₀)或②X=X₁S*COS(a₀)*COS(a₀+B)①Y=Y₁±S*COS(a₀)*Sin(B-a₀)或②Y=Y₁S*COS(a₀)*Sin(a₀+B)计算每一段齿廓上的拟合点，当坐标如图所示时，计算右齿廓采用①公式，计算左齿廓采用②公式

计算节曲线上方的点取公式上方符号计算。

计算节曲线下方的点取公式下方符号计算。