数控端铣弧齿锥齿轮的刀背与轮齿干涉避免方法

李更更　李聚波　陈美丽　王　斌　李天兴　徐爱军

1.河南科技大学，洛阳，471023　　2.中国一拖集团有限公司，洛阳，471039



数控端铣弧齿锥齿轮的刀背与轮齿干涉避免方法

1.河南科技大学，洛阳，4710232.中国一拖集团有限公司，洛阳，471039

摘要：在五轴数控机床上端铣加工弧齿锥齿轮时，为了避免中凹盘铣刀背锥面与对侧齿面发生干涉，提出了基于刀具和齿轮结构的干涉避免方法。通过确定加工轨迹上刀背圆锥面最突出母线与对侧齿面的位置关系，保证刀具背锥面沿进给方向的法曲率小于对侧齿面法曲率，优化确定刀具边缘厚度和背锥角，实现了端铣齿面时刀背不干涉对侧齿面。最后，以一对弧齿锥齿轮副的小轮为例，通过比较虚拟加工模型和理论模型，验证了所提干涉避免方法的有效性。

关键词：弧齿锥齿轮；中凹盘铣刀；数控加工；干涉避免

0引言

大型弧齿锥齿轮是船舶与海工装备推进器、陆地和海上钻机转台、通用航空等领域的关键零件，其加工方法主要有两种：展成法[1-2]和曲面加工法[3-4]。展成法要求专用盘铣刀和轮坯直径相当。当齿轮直径较大时，刀具直径过大，造成刀具制造困难、机床主轴受力恶劣、无法保证加工质量等问题[5]。曲面加工法采用的刀具主要包括指形铣刀和小直径盘型铣刀。这种加工方法可以有效避免采用高刚性机床驱动大直径刀具的弊端，但采用指形铣刀加工的缺点非常明显：球头铣刀无法避免切削带宽小、加工次数多的问题；……