心形齿轮的数控铣削加工

刘文宽, 杨礼朝, 何晓新, 史允斌

（浙江大丰实业股份有限公司，浙江宁波 315400）

0 引言

齿轮一般都是圆形，生产制造有着成熟的设备和工艺，加工齿轮通常需要针对特定的齿形选择专用刀具，在不断变化的齿轮加工领域，零件、生产工艺和批量大小都决定了刀具和齿轮加工方法的选择。数控铣削加工齿轮的技术应用通过更改数控程序而不是更换刀具，一次刀具装夹便能加工许多种齿形[1]。甚至于使用多任务机床或五轴加工中心，通过一次装夹便能加工出整个零件，对异形齿轮的加工更是轻而易举。大型沉浸式光影互动体验秀《夜书·今生缘》中动态演艺的心形齿轮是异形结构，齿形为非标曲面，不能采用常规的制齿工艺及成型刀具加工。本文主要分析心形齿轮的数控铣削方案。

1 心形齿轮的特征

如图1所示，心形齿轮的外形边界最大尺寸为2112 mm×1980 mm，图2所示厚度为80 mm，材质为铝合金6061。观察心形齿轮的形状为非等距回转类零件，不可能采用传统的零件回转制齿工艺，又因齿形为非标，各齿面的轮廓均不相同，所以也不可能采取成型刀具加工，市场上也没有适合的成品原材料。通过图1、图2可知，零件去除的材料部分大体可分为3类，分别为齿轮廓、端面、内孔，内孔又含有（80-70）÷2=5 mm的沉窝及通孔2个小项。案例零件选择大型数控龙门中心作为加工机台，材料规格选取2150 mm×2020 mm×90 mm铸铝板[2]。

图1 心形齿轮

图2 心形齿轮上部尺寸示意

2 工艺编制思路

依据零件形状特征分析，需去除……