一种延伸渐开线蜗杆加工齿面建模方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种延伸渐开线蜗杆加工齿面建模方法，包括：根据延伸渐开线蜗杆设计参数，模拟蜗杆的车削运动和车刀与蜗杆的相对位置建立蜗杆坯三维模型；根据车刀的几何参数，建立车刀几何模型，并结合所述蜗杆坯三维模型及所述车刀几何模型建立蜗杆车削三维模型；根据延伸渐开线蜗杆加工工艺参数，模拟所述车刀与蜗杆的车削运动，建立刀刃轨迹曲面三维模型；通过对所述蜗杆坯三维模型进行运算，减去所述刀刃轨迹曲面三维模型，建立蜗杆齿廓三维模型，并调整所述蜗杆齿廓三维模型，完成蜗杆三维模型的构建，基于本发明专利技术，可直观反映蜗杆车削加工延伸渐开线齿廓表面形状，同时获得车刀工作后角值，直观性好，效率高和精度高。

A Method, Device and Equipment for Modeling Tooth Surface of Extended Involute Worm Machining

The invention provides a method for modeling the tooth surface of extended involute worm processing, which includes: according to the design parameters of extended involute worm, simulating the turning motion of worm and the relative position of turning tool and worm, establishing a three-dimensional model of worm blank; according to the geometric parameters of turning tool, establishing a geometric model of turning tool, and combining the three-dimensional model of worm blank and the geometric model of turning tool, establishing a worm turning tool. Cutting three-dimensional model; According to the processing parameters of extended involute worm, simulating the turning motion of the turning tool and worm, establishing the three-dimensional model of the tool path surface; By calculating the three-dimensional model of the worm blank, subtracting the three-dimensional model of the tool path surface, establishing the three-dimensional model of the worm profile, and adjusting the three-dimensional model of the worm profile, completing the three-dimensional model of the worm. Based on the invention, the surface shape of the extended involute profile in worm turning can be visually reflected, and the rearward angle of the turning tool can be obtained, which has good visualization, high efficiency and high precision.

【技术实现步骤摘要】
一种延伸渐开线蜗杆加工齿面建模方法、装置及设备
本专利技术涉及蜗杆加工齿面建模领域，特别涉及一种延伸渐开线蜗杆加工齿面建模方法、装置及设备。
技术介绍
随着数控加工齿轮技术的发展，现在对于具有复杂齿面的齿轮加工也逐步得到实现，但数控技术加工齿轮，首先要输入符合数控加工要求的高精度坐标参数。目前对于一些具有复杂齿面的齿轮，要得到齿面的坐标参数，主要手段是通过计算机进行复杂的共轭方程求解或者离散法求交再曲面拟合的繁琐运算来获得的，耗费时间太长，且得到的齿面精度较低，不能很好的反应复杂共轭齿面间的啮合质量。因此，为获得符合数控加工要求的高精度坐标参数而建立齿轮的三维实体模型变得越来越有必要。为较快获得高精度齿轮的三维实体，高效正确的齿轮建模方法是基础。
技术实现思路
本专利技术公开了一种延伸渐开线蜗杆加工齿面建模方法，根据延伸渐开线蜗杆设计参数和加工工艺参数，建立蜗杆三维模型，为数控加工提供高精度的模型及坐标参数。本专利技术第一实施例提供了一种延伸渐开线蜗杆加工齿面建模方法，包括：根据延伸渐开线蜗杆设计参数，模拟蜗杆的车削运动和车刀与蜗杆的相对位置建立蜗杆坯三维模型；根据车刀的几何参数，建立车刀几何模型，并结合所述蜗杆坯三维模型及所述车刀几何模型建立蜗杆车削三维模型；根据延伸渐开线蜗杆加工工艺参数，模拟所述车刀与蜗杆的车削运动，建立刀刃轨迹曲面三维模型；通过对所述蜗杆坯三维模型进行运算，减去所述刀刃轨迹曲面三维模型，建立蜗杆齿廓三维模型，并调整所述蜗杆齿廓三维模型，完成蜗杆三维模型的构建，为数控加工提供高精度的模型及坐标参数。优选地，所述根据延伸渐开线蜗杆加工工艺参数，模拟所述车刀与蜗杆的车削运动，建立刀刃轨迹曲面三维模型，具体为：所述车刀设有第一刀刃、第二刀刃，所述第一刀刃上设有第一个端点和第二个端点，生成第一刀刃轨迹螺旋线和第二刀刃轨迹螺旋线，所述第二刀刃上设有第一个端点和第二个端点，生成第三刀刃轨迹螺旋线和第四刀刃轨迹螺旋线；将所述第一刀刃上的第一个端点及第二个端点生成的第一条及第二条刀刃轨迹螺旋线构成第一刃轨轨迹曲面，将所述第二刀刃上设有第一个端点和第二个端点生成的第三条及第四条刀刃轨迹螺旋线构成第二刃轨轨迹曲面，将所述第一刀刃上的第一条刀刃轨迹螺旋线和所述第二刀刃上的第三条刀刃轨迹螺旋线构成横刃轨迹曲面，根据所述第一刃轨轨迹曲面、第二刃轨轨迹曲面及横刃轨迹曲面构成刀刃轨迹曲面三维模型。优选地，所述通过对所述蜗杆坯三维模型进行运算，减去所述刀刃轨迹曲面三维模型，建立蜗杆齿廓三维模型，并调整所述蜗杆齿廓三维模型，完成蜗杆三维模型的构建，具体为：将所述刀刃轨迹曲面三维模型上的第一刃轨轨迹曲面、第二刃轨轨迹曲面及横刃轨迹曲面进行片体加厚处理，得到第一个刀刃轨迹曲面实体模型；通过复制所述第一个刀刃轨迹曲面实体模型，并在X轴正方向生成第二个刀刃轨迹曲面实体模型，两者间的距离为Pa；对所述蜗杆坯三维模型进行运算，依次减去所述第一个刀刃轨迹曲面实体模型和所述第二个刀刃轨迹曲面实体模型，生成蜗杆齿廓三维模型。优选地，所述生成蜗杆齿廓三维模型之后，还包括延伸渐开线蜗杆加工车刀后角测量，具体为：获取所述蜗杆齿廓三维模型的剖面仰视图，测量获得第一刀刃的工作后角及第二刀刃的工作后角。优选地，所述蜗杆坯三维模型沿顺时针旋转为正方向，所述车刀几何模型沿X轴负方向移动为正方向。本专利技术第二实施例提供了一种延伸渐开线蜗杆加工齿面建模装置，包括：蜗杆坯三维建模单元，用于根据延伸渐开线蜗杆设计参数，模拟蜗杆的车削运动和车刀与蜗杆的相对位置建立蜗杆坯三维模型；蜗杆车削三维建模单元，根据车刀的几何参数，建立车刀几何模型，并结合所述蜗杆坯三维模型及所述车刀几何模型建立蜗杆车削三维模型；刀刃轨迹曲面三维模型建模单元，根据延伸渐开线蜗杆加工工艺参数，模拟所述车刀与蜗杆的车削运动，建立刀刃轨迹曲面三维模型；蜗杆齿廓三维建模单元，通过对所述蜗杆坯三维模型进行运算，减去所述刀刃轨迹曲面三维模型，建立蜗杆齿廓三维模型。优选地，所述蜗杆齿廓三维建模单元，还包括求差模块，用于将所述蜗杆坯三维模型依次减去第一个刀刃轨迹曲面实体模型和第二个刀刃轨迹曲面实体模型，生成蜗杆齿廓三维模型。优选地，所述蜗杆齿廓三维建模单元，还包括蜗杆三维建模模块，用于调整所述蜗杆齿廓三维模型，完成蜗杆三维模型的构建。本专利技术第三实施例提供了一种延伸渐开线蜗杆加工齿面建模设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的延伸渐开线蜗杆加工齿面建模方法。基于本专利技术公开了一种延伸渐开线蜗杆加工齿面建模方法、装置及设备，根据延伸渐开线蜗杆设计参数和加工工艺参数，建立蜗杆三维模型，可直观反映蜗杆车削加工延伸渐开线齿廓表面形状，同时获得车刀工作后角值，直观性好，效率高和精度高。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种延伸渐开线蜗杆加工齿面建模方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的延伸渐开线蜗杆加工三维模型示意图；图3是本专利技术实施例提供的延伸渐开线蜗杆加工三维模型的主视图；图4是本专利技术实施例提供的延伸渐开线蜗杆加工三维模型的俯视图；图5是本专利技术实施例提供的延伸渐开线蜗杆车削刀刃轨迹三维模型示意图；图6是本专利技术实施例提供的蜗杆齿廓三维模型示意图；图7是本专利技术实施例提供的蜗杆齿廓三维模型的剖面仰视图；图8是本专利技术实施例提供的蜗杆三维模型示意图。具体实施方式为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。以下结合附图对本专利技术的具体实施例做详细说明。请参阅图1，本专利技术第一实施例提供了一种延伸渐开线蜗杆加工齿面建模方法，包括：S101，根据延伸渐开线蜗杆设计参数，模拟蜗杆的车削运动和车刀与蜗杆的相对位置建立蜗杆坯三维模型；S102，根据车刀的几何参数，建立车刀几何模型，并结合所述蜗杆坯三维模型及所述车刀几何模型建立蜗杆车削三维模型；请参阅图2至图4，图2为延伸渐开线蜗杆蜗杆车削三维模型，图中x，y，z为坐标轴，1为蜗杆齿廓区坯料，2为车刀，V为车刀加工时移动速度(mm/r)，n为加工时坯料转动速度(r/min)，图3为延伸渐开线蜗杆蜗杆车削三维模型的主视图，水平坐标轴为x轴，垂直坐标轴为z轴。图3中，1为坯料，2为车刀，L为蜗杆齿廓区长度(mm)，β1为车刀与z轴的夹角(°)，逆时针为正，图4为延伸渐开线蜗杆蜗杆车削三维模型的俯视图，1为坯料，2为车刀。β2绕z轴转角(°)，逆时针为正。S103，根据延伸渐开线蜗杆加工工艺参数，模拟所述车刀与蜗杆的车削运动，建立刀刃轨迹曲面三维模型；请参阅图5，所述车刀设有第一刀刃4、第二刀刃6，所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种延伸渐开线蜗杆加工齿面建模方法，其特征在于，包括：根据延伸渐开线蜗杆设计参数，模拟蜗杆的车削运动和车刀与蜗杆的相对位置建立蜗杆坯三维模型；根据车刀的几何参数，建立车刀几何模型，并结合所述蜗杆坯三维模型及所述车刀几何模型建立蜗杆车削三维模型；根据延伸渐开线蜗杆加工工艺参数，模拟所述车刀与蜗杆的车削运动，建立刀刃轨迹曲面三维模型；通过对所述蜗杆坯三维模型进行运算，减去所述刀刃轨迹曲面三维模型，建立蜗杆齿廓三维模型，并调整所述蜗杆齿廓三维模型，完成蜗杆三维模型的构建，为数控加工提供高精度的模型及坐标参数。

【技术特征摘要】
1.一种延伸渐开线蜗杆加工齿面建模方法，其特征在于，包括：根据延伸渐开线蜗杆设计参数，模拟蜗杆的车削运动和车刀与蜗杆的相对位置建立蜗杆坯三维模型；根据车刀的几何参数，建立车刀几何模型，并结合所述蜗杆坯三维模型及所述车刀几何模型建立蜗杆车削三维模型；根据延伸渐开线蜗杆加工工艺参数，模拟所述车刀与蜗杆的车削运动，建立刀刃轨迹曲面三维模型；通过对所述蜗杆坯三维模型进行运算，减去所述刀刃轨迹曲面三维模型，建立蜗杆齿廓三维模型，并调整所述蜗杆齿廓三维模型，完成蜗杆三维模型的构建，为数控加工提供高精度的模型及坐标参数。2.根据权利要求1所述的一种延伸渐开线蜗杆加工齿面建模方法，其特征在于，所述根据延伸渐开线蜗杆加工工艺参数，模拟所述车刀与蜗杆的车削运动，建立刀刃轨迹曲面三维模型，具体为：所述车刀设有第一刀刃、第二刀刃，所述第一刀刃上设有第一个端点和第二个端点，生成第一刀刃轨迹螺旋线和第二刀刃轨迹螺旋线，所述第二刀刃上设有第一个端点和第二个端点，生成第三刀刃轨迹螺旋线和第四刀刃轨迹螺旋线；将所述第一刀刃上的第一个端点及第二个端点生成的第一条及第二条刀刃轨迹螺旋线构成第一刃轨轨迹曲面，将所述第二刀刃上设有第一个端点和第二个端点生成的第三条及第四条刀刃轨迹螺旋线构成第二刃轨轨迹曲面，将所述第一刀刃上的第一条刀刃轨迹螺旋线和所述第二刀刃上的第三条刀刃轨迹螺旋线构成横刃轨迹曲面，根据所述第一刃轨轨迹曲面、第二刃轨轨迹曲面及横刃轨迹曲面构成刀刃轨迹曲面三维模型。3.根据权利要求1所述的一种延伸渐开线蜗杆加工齿面建模方法，其特征在于，所述通过对所述蜗杆坯三维模型进行运算，减去所述刀刃轨迹曲面三维模型，建立蜗杆齿廓三维模型，并调整所述蜗杆齿廓三维模型，完成蜗杆三维模型的构建，具体为：将所述刀刃轨迹曲面三维模型上的第一刃轨轨迹曲面、第二刃轨轨迹曲面及横刃轨迹曲面进行片体加厚处理，得到第一个刀刃轨迹曲面实体模型；通过复制所述第一个刀刃轨迹曲面实体模型，并在X轴正方向生成第二个刀刃轨迹曲面...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金武，张梁，陈阿龙，袁志群，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：发明
国别省市：福建,35