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一种双联齿轨轮内侧齿形棱边圆倒 角的加工方法

阅读：356发布：2023-02-02

专利汇可以提供一种双联齿轨轮内侧齿形棱边圆倒角的加工方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种双联齿轨轮内侧齿形棱边圆倒角的加工方法，包括以下步骤：一、对双联齿轨轮工件进行三维建模，得到工件模型；二、在工件模型上建立三维坐标系；三、选择加工模式，指定切削区域，在该区域内形成对工件内侧齿形棱边曲面的密集包络，得到刀具加工轨迹；四、选择加工刀具，然后对刀具轨迹进行后置处理，生成数控加工用机床程序；五、对双联齿轨轮工件进行数控加工，加工时一边回转工件，一边使加工刀具回转的同时按加工程序作三轴联动运动，最终完成双联齿轨轮内侧齿形棱边圆倒角的加工过程。本发明改传统手工打磨为正规机械加工，不仅能够保证产品满足设计图纸要求，而且能够避免产品使用中产生裂纹、应力集中等缺陷发生。，下面是一种双联齿轨轮内侧齿形棱边圆倒角的加工方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种双联齿轨轮内侧齿形棱边圆倒角的加工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、采用UG NX8.5 软件对双联齿轨轮工件(2)进行三维建模，得到工件模型；
步骤二、在步骤一中所建立的工件模型上建立三维坐标系；所述三维坐标系的z轴与工件模型的中轴线重合；
步骤三、选择工件的加工模式为轮廓区域铣模式，然后在该模式下指定工件内侧齿形棱边曲面为切削区域，将该区域曲面作为驱动曲面，同时设定加工参数，在CAM软件的辅助下，生成加工刀具轨迹空间参数化曲线，多条参数化曲线形成对工件内侧齿形棱边曲面的密集包络，得到刀具加工轨迹；
步骤四、选择球头铣刀为加工刀具(1)，然后对步骤三中所述刀具轨迹进行后置处理，生成数控加工用机床程序；
步骤五、将双联齿轨轮工件(2)放置在机床工作台上，且使双联齿轨轮工件(2)的中轴线呈竖直设置，使加工刀具(1)的中轴线处于水平状态；然后对双联齿轨轮工件(2)进行数控加工，加工时，一方面使双联齿轨轮工件(2)围绕自身轴线作回转运动，另一方面使加工刀具(1)围绕自身轴线作回转运动的同时按步骤四中所述程序作三轴运动，通过多轴联动，最终完成双联齿轨轮内侧齿形棱边圆倒角的加工过程。
2.根据权利要求1所述的一种双联齿轨轮内侧齿形棱边圆倒角的加工方法，其特征在于，步骤二中所述三维坐标系的原点位于工件模型上表面的中心位置处。
3.根据权利要求1所述的一种双联齿轨轮内侧齿形棱边圆倒角的加工方法，其特征在于，步骤三中所述加工参数包括切削参数和非切削参数；
所述切削参数及其设定分别为：刀具轴线矢量：远离直线，主轴转速：3000rpm，进给速度：450mm/min，走刀方法：精铣，加工后曲面误差值：内外公差0.030mm，加工余量：0mm；
所述非切削参数及其设定分别为：进刀类型：圆弧-平行于刀轴、半径：50％刀具直径，圆弧角度：90°，旋转角度：0°，线性延伸：0mm，退刀类型：与进刀类型相同。
4.根据权利要求1所述的一种双联齿轨轮内侧齿形棱边圆倒角的加工方法，其特征在于，步骤四中所述球头铣刀的球径为32mm，刃长为50mm，球头铣刀的总长度为150mm。
5.根据权利要求1所述的一种双联齿轨轮内侧齿形棱边圆倒角的加工方法，其特征在于，步骤四中采用带有Siemens 840D控制系统的德玛吉五轴加工中心专用后置处理器对刀具轨迹进行后置处理。

说明书全文

一种双联齿轨轮内侧齿形棱边圆倒 角的加工方法

技术领域

[0001] 本发明属于采煤机产品用齿轨轮机械加工技术领域，具体涉及一种双联齿轨轮内侧齿形棱边圆倒角的加工方法。

背景技术

[0002] 现有的采煤机产品用齿轨轮分成两种：单齿轨轮和双联齿轨轮。对于双联齿轨轮而言，其主要由齿形较大的齿轨轮部分和牙型较小的传动齿轮部分一体成型而成。其中，齿轨轮部分的内外两侧的齿形棱边轮廓都有圆倒角(R4或R6)。因为齿轨轮部分为承受重载荷零件，而其棱边圆角处为应力集中部位，加工不好很容易造成应力集中而产生裂纹，继而产生断裂等，严重影响零件的使用寿命及使用的安全性。

[0003] 对于双联齿轨轮内侧齿形棱边圆倒角的加工一般安排在齿形加工工序完后进行。以前的加工方法为手工砂轮打磨。因此加工效果因人而异，很不尽人意。

[0004] 申请人尝试对双联齿轨轮内外两侧的齿形棱边圆倒角进行机械加工。发现外侧的齿形棱边圆倒角加工较易，而对于双联齿轨轮内侧的齿形棱边圆倒角很难进行机械加工，且机械加工时刀具与位于下部的传动齿轮很容易发生干涉(中间空档宽度只有85mm)。此外，机械加工时刀具刀柄很容易与工件发生碰撞干涉，最终造成次品或报废，甚至于发生事故。

[0005] 因此，如何采用机械加工的方法在双联齿轨轮内侧的齿形棱边加工圆倒角，成为本领域亟需解决的技术难题。

发明内容

[0006] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种双联齿轨轮内侧齿形棱边圆倒角的加工方法。该方法采用数控铣加工的方法，采用球头铣刀，在五轴联动数控加工中心机床上，在数控编程技术的支持下，加工出一个包络圆倒角棱边的一个空间曲面，在此基础上改传统手工打磨为先进的多轴联动数控加工，不仅能够保证产品满足设计图纸要求，而且能够避免产品使用中产生裂纹、应力集中等缺陷发生。

[0007] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种双联齿轨轮内侧齿形棱边圆倒角的加工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

[0008] 步骤一、采用UG NX8.5 软件对双联齿轨轮工件进行三维建模，得到工件模型；

[0009] 步骤二、在步骤一中所建立的工件模型上建立三维坐标系；所述三维坐标系的z轴与工件模型的中轴线重合；

[0010] 步骤三、选择工件的加工模式为轮廓区域铣模式，然后在该模式下指定工件内侧齿形棱边曲面为切削区域，将该区域曲面作为驱动曲面，同时设定加工参数，在CAM软件的辅助下，生成加工刀具轨迹空间参数化曲线，多条参数化曲线形成对工件内侧齿形棱边曲面的密集包络，得到刀具加工轨迹；

[0011] 步骤四、选择球头铣刀为加工刀具，然后对步骤三中所述刀具轨迹进行后置处理，生成数控加工用机床程序；

[0012] 步骤五、将双联齿轨轮工件放置在机床工作台上，且使双联齿轨轮工件的中轴线呈竖直设置，使加工刀具的中轴线处于水平状态；然后对双联齿轨轮工件进行数控加工，加工时，一方面使双联齿轨轮工件围绕自身轴线作回转运动，另一方面使加工刀具围绕自身轴线作回转运动的同时按步骤四中所述程序作三轴运动，通过多轴联动，最终完成双联齿轨轮内侧齿形棱边圆倒角的加工过程。

[0013] 上述的一种双联齿轨轮内侧齿形棱边圆倒角的加工方法，其特征在于，步骤二中所述三维坐标系的原点位于工件模型上表面的中心位置处。

[0014] 上述的一种双联齿轨轮内侧齿形棱边圆倒角的加工方法，其特征在于，步骤三中所述加工参数包括切削参数和非切削参数；

[0015] 所述切削参数及其设定分别为：刀具轴线矢量：远离直线，主轴转速：3000rpm，进给速度：450mm/min，走刀方法：精铣，加工后曲面误差值：内外公差0.030mm，加工余量：0mm；

[0016] 所述非切削参数及其设定分别为：进刀类型：圆弧-平行于刀轴、半径：50％刀具直径，圆弧角度：90°，旋转角度：0°，线性延伸：0mm，退刀类型：与进刀类型相同。

[0017] 上述的一种双联齿轨轮内侧齿形棱边圆倒角的加工方法，其特征在于，步骤四中所述球头铣刀的球径为32mm，刃长为50mm，球头铣刀的总长度为150mm。

[0018] 上述的一种双联齿轨轮内侧齿形棱边圆倒角的加工方法，其特征在于，步骤四中采用带有Siemens 840D控制系统的德玛吉五轴加工中心专用后置处理器对刀具轨迹进行后置处理。

[0019] 本发明与现有技术相比具有以下优点：

[0020] 1、本申请的发明人针对现有技术为人工手工砂轮打磨、加工费时费力、加工效果无法满足图纸要求、对产品的使用寿命有很大的影响等技术缺陷进行深入性研究和针对性攻关，最终改传统手工打磨为正规机械加工，不仅能够保证产品满足设计图纸要求，而且能够避免产品使用中产生裂纹、应力集中等缺陷发生。

[0021] 2、本发明采用数控铣加工的方法，采用球头铣刀，在五轴联动数控加工中心机床上，在数控编程技术的支持下，加工出一个包络圆倒角棱边的一个空间曲面。本发明的加工方法能够完全达到设计图纸的加工形状要求，加工粗糙度甚至超过图纸的粗糙度要求，而且效率高，可大幅提高产品使用寿命。

[0022] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

附图说明

[0023] 图1是本发明双联齿轨轮内侧齿形棱边圆倒角的加工状态示意图。

[0024] 附图标记说明:

[0025] 1—加工刀具； 2—双联齿轨轮工件。

具体实施方式

[0026] 本发明的加工方法包括以下步骤：

[0027] 步骤一、采用UG NX8.5软件对双联齿轨轮工件2进行三维建模，得到工件模型；

[0028] 步骤二、在步骤一中所建立的工件模型上建立三维坐标系；所述三维坐标系的z轴与双联齿轨轮工件模型的中轴线重合；

[0029] 本实施例中，三维坐标系的原点位于工件模型上表面的中心位置处；

[0030] 步骤三、选择工件的加工模式为轮廓区域铣模式，然后在该模式下指定工件内侧齿形棱边曲面为切削区域，将该区域曲面作为驱动曲面，同时指定加工参数，在CAM软件的辅助下，生成加工刀具轨迹空间参数化曲线，多条参数化曲线形成对工件内侧齿形棱边曲面的密集包络，得到刀具加工轨迹；

[0031] 本实施例中，所设定的加工参数包括切削参数和非切削参数，其中：

[0032] 切削参数及其设定分别为：刀具轴线矢量(设为“远离直线”)，主轴转速(3000rpm)，进给速度(450mm/min)，走刀方法(精铣)，加工后曲面误差值(内外公差0.030mm)，加工余量(0mm)；

[0033] 非切削参数及其设定分别为：进刀类型(圆弧-平行于刀轴)，半径(50％刀具直径)，圆弧角度(90°)，旋转角度(0°)，线性延伸(0mm)，退刀类型(与进刀类型相同)；

[0034] 步骤四、选择球头铣刀为加工刀具1，然后对步骤三中所述刀具轨迹进行后置处理，生成数控加工用机床程序；

[0035] 本实施例中，所选择的球头铣刀的球径为32mm，刃长为50mm，球头铣刀的总长度为150mm，球头铣刀的材质为硬质合金；

[0036] 本实施例中，采用以Siemens 840D为控制系统的德玛吉五轴加工中心DMU210FD专用后置处理器对刀具轨迹进行后置处理；

[0037] 步骤五、将双联齿轨轮工件2放置在机床工作台上，且使双联齿轨轮工件2中轴线呈竖直设置，使加工刀具1的中轴线处于水平状态(加工状态如图1所示)；然后对双联齿轨轮工件2进行数控加工，加工时，一方面使双联齿轨轮工件2围绕自身轴线作回转运动，另一方面，使加工刀具1围绕自身轴线作回转运动的同时按步骤四中所述程序作三轴联动运动，通过多轴联动，最终完成双联齿轨轮工件2内侧的齿形棱边圆倒角的加工过程。

[0038] 本发明采用数控铣加工的方法，采用球头铣刀，在五轴联动数控加工中心机床上，在数控编程技术的支持下，加工出一个包络圆倒角棱边的一个空间曲面，在此基础上改传统手工打磨为正规机械加工，不仅能够保证产品满足设计图纸要求，而且能够避免产品使用中产生裂纹、应力集中等缺陷发生。

[0039] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

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