基于纬线法的鼓形刀具刀位误差分布计算

刀具误差分布是描述刀具表面与设计曲面之间相对位置关系的重要表达方式,在刀具姿态调整与行宽优化中具有重要应用价值。为提高鼓形刀具刀位误差分布的计算效率与精度,提出了一种基于纬线法的新算法,即纬线圆圆心定位法。该方法通过刀具表面一系列纬线圆的圆心来计算刀具表面与设计曲面之间的最短距离,进而求解其刀位误差分布曲线。针对纬线圆圆弧包络法、纬线圆圆弧离散法和纬线圆圆心定位法,讲解了3种计算方法的基本原理,并详细地分析了影响3种方法计算效率与精度的主要因素。然后,对比分析了纬线圆数量对3种方法计算效率与精度的不同影响。最终,利用某叶片零件加工表面进行了实验验证。结果证明,3种算法皆可满足行宽计算误差不大于5%的要求。但是,3种算法中,纬线圆圆弧离散法所需计算时间最长,纬线圆圆弧包络法其次,所需计算时间减少约50%,纬线圆圆心定位法的计算效率最高,所需计算时间减少约80%。在计算精度方面,纬线圆圆弧离散法与纬线圆圆心定位法精度较好且准确度相差不大,但是比纬线圆圆弧包络法精度提升不足5%。     

直线三角花键盘铣刀代替渐开线三角花键卉刀

我厂某航空产品零件主轴上有一段45°渐开线三角外花键,原采用花键卉刀加工。此类刀具的制造较困难,周期长,不能满足当时生产上的急需。所以我们决定改变产品的三角花键型面,由原压力角为45°的渐开线齿形改为直线形的花键齿形。     

广义螺旋运动与复杂回转刀具几何建模

 针对现代机械加工中广泛使用的复杂回转刀具,如模具铣刀、旋转锉、球形滚刀等,提出了任意回转面上的点和线的广义螺旋运动概念,并运用这一概念分别建立了复杂回转刀具广义螺旋线模型和广义螺旋面模型。该模型适用于任意回转刀具,克服了传统的螺旋运动概念和螺旋线、螺旋面理论只是针对圆柱形回转刀具的缺点。最后以球头刀具前刀面几何建模为例说明广义螺旋运动概念和复杂回转刀具几何建模方法的具体应用。     

保证滚刀测量仪量值统一的方法

螺旋线和齿形角是齿轮滚刀的两项主要参数 ,两参数的精度指标在很大程度上决定着齿轮滚刀的精度等级。用于测量该参数的仪器类型多 ,结构复杂 ,测量原理不尽相同 ,使测量值的准确统一受到影响。随着齿轮滚刀国家标准的贯彻和用户对滚刀精度要求的提高 ,这一问题愈加突出。近年来国内一些企业相继引进了智能化滚刀检查仪器 ,因此有必要研究使用滚刀测量仪测量滚刀螺旋线及齿形角时量值的统一问题。1　影响螺旋线量值统一的因素分析1 )使用 PWF-2 50 / 3 0 0 / 450 ,GDY-2 50 / 3 0 0仪器比较法测量滚刀的螺旋线 ,其测量原理是把被测滚刀的…     

超精密车床B轴上的刀具安装误差分析

在分析了四轴超精密车床的超精密加工中,如何准确将刀具安装到B轴上,保证刀具圆弧中心与B轴回转中心重合的基础上,设计了两种安装对刀方案。实验结果表明,最终安装方式采用CCD粗对刀和试切法精对刀结合,能使得刀具偏置误差在2μm内。实验证明了该方案能满足超精密加工非球面透镜的对刀具安装的精度要求。     

新型成形滚刀的设计与制造

一、概述如图1所示零件,直径小,齿数多,要求齿根处为尖角。这种零件用展成滚刀无法加工,需要使用成形滚刀加工。在切削过程中,滚刀和工件都旋转,同时滚刀沿工件轴向走刀,这与展成切削法相同。但在成形切削中,没有齿形的啮合作用,只是由齿形不同的刀齿依次加工,其中粗刀齿主要是用于切去大量的材料,而精刀齿来完成准确齿形的加工。由此看来,成形滚刀的加工情况与拉刀相似。     

渐开线齿形的计算机辅助设计

应用数控技术加工齿轮,在模具加工中经常使用电火花数控线切割机床,因它不需要专用刀具,能加工硬度极高的材料,以及齿轮切削机床难加工的小模数内齿轮。这对于单件特殊要求的齿轮加工,不仅能获得较高的精度,而且能缩短生产周期,降低生产成本。 但目前数控机床的性能,多数只能作直线和圆弧插补,不能直接作渐开线插补,因此需用圆弧来近似代替渐开线齿形。而要计算出满足精度要求的代圆数据,需要进行繁     

用展成法加工三等分花键轴的探索

介绍加工花键轴的专用插齿刀的设计原理与方法，并通过对刀具齿形计算公式的推导，从理论上分析了刀具的形成以及在加工过程中误差产生的原因，并且提出了减少误差的具体方法．     

二维复杂轮廓的无干涉刀位计算

以模拟刀具实际走刀为思路，以加工轮廓的直线和圆弧偏置为计算基础，提出了一个计算复杂轮廓无干涉刀位的算法。在这一算法的基础之上，针对一些实际的板料轮廓进行了试算。     

圆弧端齿结构设计和加工工艺研究进展与展望

圆弧端齿广泛应用于航空发动机轴系连接,研究其结构设计方法和加工工艺对分析航空发动机转子动力学特性具有重要意义。首先,分析了圆弧端齿结构设计理论,建立了圆弧端齿基本结构参数表述图表,对比了参数化设计方法的异同。其次,介绍了齿面应力仿真分析和试验验证情况,列举了新型结构设计实例,揭示了结构设计技术存在的问题并提出了解决途径。然后,采用弹性平均法解释了圆弧端齿的定心原理,介绍了定心精度分析、装配累积误差分析研究现状和应用情况。最后,评述了圆弧端齿加工工艺方法、加工设备、检测设备、检测方法,指出了当前存在的问题和可能的研究方向。研究结果表明:针对转子设计需求,应系统考虑圆弧端齿结构对转子动力学特性的影响;如果能够解决铣加工精度问题,采用通用设备加工圆弧端齿更具有成本优势;针对精细化检测的迫切需求,需要加快对新型检测方法的研究和探索。     

Modeling and experiment of grinding wheel axial profiles based on gear hobs

Hobbing is one of the crucial gear manufacturing processes with high precision and high efficiency. In order to improve the accuracy of hobbing and hob relief grinding, more precise grinding wheels are demanded for relief grinding in the production of gear hobs. In this paper, a new and accurate mathematical method for calculating the axial profile of grinding wheel based on the corresponding gear hob to be ground is proposed. Considering that most researches have been conducted to focus on the optimization of hob geometric feature and only can be applied to a specific type of hand of helix and rake angle of gear hobs. The method in this paper can be served as a general algorithm for generating axial profile of grinding wheels on the basis of the spatial envelope theory, the principle of coordinate system transformation, and studies on normal profile of single-tooth. The accuracy of grinding hobs is based on applying the approach in practical manufacturing. Taking two typical different kinds of pre-grinding gear hobs as examples for calculation and experiment, the results of tooth profile errors strengthen the position that the validity and feasibility of this method, it can be employed for gear hob design and grinding processing.     

用球形滚刀滚切面齿轮的理论误差研究

提出了利用现有球形滚刀与改造滚齿机加工面齿轮的方案。推导了球形滚刀基本蜗杆螺旋面方程,建立了滚切面齿轮的坐标系统。通过对成形误差曲面的研究发现用现有球形滚刀加工面齿轮的理论造形误差很小,且远小于插齿成形误差。轮齿接触分析表明滚切得到的面齿轮与标准圆柱齿轮啮合轨迹的位置及方向与理论啮合轨迹基本一致,而滚切得到的面齿轮副传动误差为有利的抛物线形。该文的研究为面齿轮的加工找到了新方法,并为球形滚刀开辟了新用途。     

用圆弧样条计算地形跟随技术中的期望航迹

从地形外形的采样数据设计飞机贴地飞行的期望航迹,然后由相应的最优控制器使飞机按此航迹飞行,这一地形跟随技术中的最优控制算法,日益得到重视和发展,并应用在综合地形跟随/回避技术中。 本文提出了采用圆弧样条计算期望航迹的方法,在几十种地形情况下进行了对比研究,证明是可行的。明显地减少了期望航迹计算的工作量,增加了系统实时计算的可能性。     

用球形滚刀滚切面齿轮的理论误差

提出了利用现有球形滚刀与改造滚齿机加工面齿轮的方案.推导了球形滚刀基本蜗杆螺旋面方程,建立了滚切面齿轮的坐标系统.通过对成形误差曲面的研究发现用现有球形滚刀加工面齿轮的理论造形误差很小,且远小于插齿成形误差.轮齿接触分析表明滚切得到的面齿轮与标准圆柱齿轮啮合轨迹的位置及方向与理论啮合轨迹基本一致,而滚切得到的面齿轮副传动误差为有利的抛物线形.该文的研究为面齿轮的加工找到了新方法,并为球形滚刀开辟了新用途.      

固定剖分算法一致收敛的一个基于表征支集的判别方法

固定剖分（stationarysubdivision）方法是CAD／CAM、计算机图形学、图象处理等学科中一种新兴而有巨大发展潜力的几何造型方法。本文利用收缩性及样条函数给出了根据表征支集判别固定剖分方法一致收敛的一个充分条件。     

逆向工程中曲面重构算法研究与实现

给出了基于坐标测量机测得的海量数据重新构造样板物体的数字化表面模型的算法流程。该算法首先利用部分测量数据构造张量积的B样条网格曲面,通过确定适当的检查点,并计算检查点到所构造的B样条网格曲面间的距离,从而控制重构曲面的构造精度。讨论了与文中算法相关的空间点到NURBS曲面间的距离计算等问题。给出了1个工程应用实例,表明该算法稳定可靠、效率较高。     

航空鼓形花键设计及其不对中接触特性

针对鼓形花键设计方法不完善、修形量范围无法确定的问题,提出利用花键齿面许用应力与内外花键配合干涉确定鼓形花键鼓形量的范围。以某航空发动机中央传动杆花键为例,开展鼓形花键设计;进而对比研究对中与不对中状态下普通花键和鼓形花键的接触特性。结果表明:对中状态下,普通花键接触应力集中于齿向加载端,而鼓形花键则集中于齿向中部且接触应力增大;不对中状态下,普通花键接触齿对数目显著减小且接触应力显著提高,而鼓形花键的均载性显著且接触应力降低;随着不对中的增大,普通花键因干涉而存在断齿风险,而鼓形花键仍能够啮合但脱开齿对数目增加,接触应力也急剧提高。所确定的鼓形花键修形量范围合理,能够将齿侧间隙、不对中补偿能力、与修形量定量耦合起来,为航空鼓形花键设计、不对中控制、承载能力与寿命提升提供了重要理论参考。      

套齿连接转子简化建模及动力特性分析

在进行转子和整机计算时建立套齿结构接触模型会增加计算量，降低计算效率，直接将套齿结构省略又无法体现其刚 度特性变化对转子动力特性的影响。针对该问题，基于航空发动机单圆柱面套齿连接的结构和力学特征，建立了考虑构件间界面 接触状态的力学特征分析模型，提出了考虑套齿结构刚度随参数变化的简化建模方法，并与套齿接触模型进行了对比分析。建立 了单圆柱面套齿连接结构转子简化模型，开展了相应的转子动力特性试验，对比分析了拧紧力矩对转子模态频率的影响。结果表 明：转子简化模型与试验模型最大计算误差小于5%，证明套齿结构简化建模方法具有较高的可靠性和准确性，可为工程实践中高 效开展含套齿结构转子及整机动力学准确计算分析提供方法与参考。     

转子系统套齿结构动力学设计方法研究

对转子系统套齿结构进行了动力学分析,运用接触有限元方法建立了转子系统套齿结构的计算分析模型;研究了定位面间距、定位面配合紧度和接触面积等结构参数以及载荷对套齿结构连接刚度和接触状态的影响规律;在此基础上提出了套齿结构的动力学设计方法,包括连接刚度设计方法和接触状态设计方法;对某型发动机涡轮转子套齿结构进行了计算与分析,验证了所提出的套齿结构动力学设计方法的可行性。     

齿向分段抛物线修形对渐开线花键副微动磨损参数的影响

提出渐开线花键副齿向修形的分段抛物线函数,得到齿向修形渐开线花键副的几何模型.使用有限元方法对典型渐开线花键副进行微动摩擦接触分析,得到修形和未修形渐开线花键副的接触应力及相对滑移分布,并考虑修形位置和修形量对齿向修形渐开线花键副微动磨损参数的影响.研究结果表明:分段抛物线函数能满足渐开线花键副的齿向修形要求,修形曲线过渡平滑;齿向修形能有效地减少齿面端部接触应力和相对滑移的集中;典型模型下,修形位置集中在外花键端部和后半段时效果较好;端部修形量应根据模型合理选择, 一般外花键后端的修形量相对前端较大.