车齿刀数字化设计与加工

当前国内外圆柱齿轮的加工方法主要以滚齿、插齿、铣齿、拉齿为主,然而对于内齿轮的加工,现有齿轮加工方法已无法满足其高精度、高效率、绿色环保的加工需求。车齿技术可用于加工内外圆柱齿轮,尤其适用于小模数内齿轮的加工,具有加工精度高、效率高、成本低等一系列优点。目前车齿原理、车齿刀设计、数控车齿机床等方面的研究已经取得一些进展,可是距离工程实际要求还有一定距离。车齿刀作为车齿工艺系统的重要组成部分,其设计理论是推动车齿技术的重要因素。车齿加工误差与工件齿面加工精度的高低有着直接关联,对于加工误差的研究将有助于提高车齿加工精度,对于车齿技术的推广有着直接影响。利用计算机仿真技术和计算机图形学技术，对齿轮刀具加工齿轮和形成齿廓的过程进行动态图形仿真有助于提升刀具设计与加工水平。

【关键技术】针对车齿(Power Skiving)的两类基本几何问题——[正]加工廓形仿真和[逆]切削刃曲线计算，进行基于离散数值包络的软件工具计算、仿真(基于VS-C#开发)。核心技术： （1）廓形仿真过程在软件中输入刀具参数/导入切削刃曲线、工件参数、安装参数以及计算参数等，通过计算得到切削刃相对工件轴截面交线族，进而计算得到切削刃扫掠体、加工齿槽侧面以及齿槽面展成切触点曲线三维轮廓，利用软件导出工件轴截面齿槽切削廓形。 （2）切削刃曲线计算在软件中输入刀具参数、工件参数/导入齿槽廓形、安装参数以及计算参数，计算工件齿面相对刀具前刀面交线族、刀具前刀面交线族包络廓形，得到齿槽面展成切触点曲线性，导出切削刃廓型曲线。 （3）切削过程仿真分析通过多切削工步参数输入以及刀齿侧面干涉分析，实现了车齿刀切削刃曲线的参数化计算与多工步切削过程几何状态参数的图谱分析，解决了车齿刀关键几何刃型的自主设计能力短板，提升了面向刀具切削性能的数字化分析与优化设计能力。