创新式模拟展成及插齿机切削加工参数优化

刀疤五

1.插齿加工,红色线表示每次插后工件的齿廓形状.



2.插齿加工,第二刀圆周进给加工,红色线表示每次插后工件的齿廓形状.

yongxiangle1969

和齿轮传动过程类似

syyyyyy

和强力车齿机的轨迹相似，或者是插滚机的加工轨迹。

syyyyyy

强力插滚加工原理
强力刮齿又称为强力插滚加工采用了滚、插齿为一体的切削方式来加工内、外齿圆柱齿轮，在切齿加工过程中，切齿刀具既相当于滚刀又相当于插齿刀，其切削方式为工件和刀具连续旋转，将滚齿和插齿运动相结合来切齿。在进行强力刮齿时，刀具相对于工件有一轴交角，且与工件分别绕自身轴线转动以形成展成运动，同时刀具沿工件轴向走刀以切出工件的全长。刀具的形状与插齿刀很相似。当工件为直齿时，刀具应为钭齿；当工件为斜齿时，刀具一般做成直齿。当加工渐开线齿形时，不论刀具是直齿或钭齿，其端剖面内的齿形皆为渐开线。刀具的理论切削刃形状应按刀具与工件啮合时在刀具齿面上的接触线制造。因此，当刀具是直齿时，切削刃就在刀具的端平面上为渐开线形；当刀具是钭齿时，其切削刃则为渐开线螺旋面与回转双曲面的交线。在加工齿轮时，刀具的切削刃就在啮合过程中的接触线位置上，当刀具用钝后是按其前面刃磨的。
强力刮齿的特点是刀具轴线相对于工件轴线斜S,即保持所谓的轴交角。刀具通过这种调整，确定轴向进给量及刀具转速，配合工件旋转便可以合成一种能够沿主切削方向“剥落”工件材质完成齿形加工的运动。

刀疤五

yongxiangle1969 发表于 2018-4-12 08:17
和齿轮传动过程类似

此模拟图,显示出每次插后,工件的齿廓形状(红色),是后续计算插削面积的前提.


附:宜昌长机科技关于插削面积的背景

刀疤五

插刀计算模块,增加了一加工分析功能,目的是自动分配进给量及圆周速度.分配的依据是保证每次循环的插削最大铁屑厚度,及单程面积相同(最后一次精插循环除外).单程面积指的是:,每次循环中工件的单个齿槽插掉多少面积,多少个冲程插完的,两者之比为单程面积.
经过模拟,发现单程面积相同,各循环中,单一冲程的最大切削面积并不相同.

刀疤五

还在深入中,自已顶一下!

admin

建议发软件（注明版本号即可），这样大家就可以下载测试、如果发现问题可以反馈。
都是截图对大家帮助不大，大家没没办法提建议、找问题。

支持！加油！

刀疤五

续......

插齿加工时需要设定的工艺参数有:

1.循环次数           分几刀把工件加工完

2.冲程                 每分种插刀主轴往返多少次 单位: str/min

3.工进量              各次循环的切入深度       单位: mm

4.圆周进给速度    每冲程工件的分度圆的点旋转了多少弧长单位: mm/str

5.径向进给速度    每冲程插刀沿径向前进多少. 单位:mm/str

考虑加工效率, 刀具寿命,机床功率等,插齿刀计算模块增加了”加工分析”功能.”让程序计算出这些参数,现分享编写过程.对有兴趣的朋友希望能有所帮助.同时本人的思路也不一定正确,渴望指出.

1.插齿加工属于展成法切削工件,加工时,工件与插刀按固定的速比各自旋转,部份时间段插刀还有径向进给运动,以工件某一截面来分析,插刀连续在此截面产生相错或相交的齿形线,这些齿形线与已成形的工件曲线也是相错或相交的,因此插刀每刀下来,工件的切削面积是多少?情况复杂,计算很难,见图1

2.解决插削面积的计算,是后续计算插齿工艺参数的前提,手册上没找到这方面的资料,网上找到一些.

2.1宜昌长机的.

http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201510171488.9/2.html?page=1

这是宜昌长机科技有限责任公司发表的(国内插齿机生产厂家主要是宜昌长机和天津第一机床这两家),看了说明,本人这样理解的:工件上先均布好很多A颜色的点,每次冲程下来,A颜色的点中被B颜色的插刀包围的点变成B颜色,然后统计出还剩余A颜色的点数量,以点的数量换成面积,呵呵!有两处凝问:1点数代表面积,误差有多大?2.如何统计A颜色的点数量?人工统计?没有答案,此方法不能采纳.

2.2天津大学的

上面的几篇文章,内容及目的差不多,其方法是:将插刀整个轮廓用数据点表示(单个齿采用860个点),将工件及插刀的数据导入到MATLAB,借助MATLAB的数值分析和矩阵运算功能,即插刀及工件模型有了,布尔运算,便得到切削面积.因理解的不是很明白,故凝点也很多.文章提到的面积计算思路可以借鉴.通过变圆周实现等面积插削,达到机床功率用得最佳,效率提高了.变圆周适用性不广,有很多限制,对于常规插齿加工.最终想到的目标是:多次循环插齿,让每次循环插削的最大面积相同,最大铁屑厚度相同.

3.关于插齿机数控加工时间的计算.
插齿机程序启动后,工件与插刀是一直按速比各自旋转的.如第一刀,首先是进刀,插刀运动是进给+旋转,进到尺寸后,工件再旋转360度圆周,第一次循环结束.
例:工件M2.5,Z30,全齿深5.6,分度圆直径=235.6,分三次循环加工.

进刀次数	1	2	3
冲程	200	180	240
工进量	3.5	1.6	0.5
工作台速度	0.45	0.4	0.6
工进速度	0.02	0.018	0.016

		冲程数	加工时间
第一次循环	工进	3.5/0.02=175	175/200=0.88
	圆周	235.6/0.45=524	524/200=2.62
第二次循环	工进	1.6/0.018=89	89/120=0.74
	圆周	235.6/0.4=588	588/120=4.9
第三次循环	工进	0.5/0.016=31	31/240=0.13
	圆周	235.6/0.6=393	393/240=1.64
总时间			10.9

说明:插刀是进入起刀位置后,就开始第一次循环的,而起刀位置与工件毛坯外圆一般保留1-2MM的安全量,在计算加工时间时,忽略了这个安全量.待续....

hyfjy

全切齿法（包括把齿轮的大径与齿厚同时加工得到的齿形），貌似在齿顶部有一段是曲线过度的，这对于小模数齿轮及微小模数齿轮是有益的。