曲线齿锥齿轮的数控加工工艺研究

2 数控加工仿真

　　2.1刀具设置

　　曲线齿锥齿轮的加工为一次装夹进行粗精加工，设定X轴为第四旋转轴，调入曲线齿锥齿轮模型。经过上述加工工艺分析，不同的加工阶段需要不同的加工刀具，并且根据零件的形状及加工要求来定义刀具编号、光杆长度、卡头等，设置刀具参数。

根据对曲线齿锥齿轮加工工艺的划分，在CimatronE8．5环境下分别对曲线齿锥齿轮的粗加工、半精加工和精加工阶段的走刀方式、刀路参数、刀具和卡头、机床参数等进行设定。

　　2.2 齿轮粗加工

　　曲线齿锥齿轮粗加工采用体积铣，在体积铣加工程序中，需要选择加工零件的轮廓及零件曲面来确定零件的加工部分。设置曲线齿锥齿轮的粗加工刀路参数，端面加工刀路参数设置与轮齿加工刀路参数设置相同，选择合理的安全平面、精度及刀路轨迹可以提高加工精度和效率。因此选择安全平面为60mm，零件曲面侧壁精度为0．5mm，零件曲面精度为0．5mm，曲面精度为0．01mm，切削方向为顺铣，垂直步进类型为“固定+水平面”，固定垂直步进为1．6mm，侧向步长1．6mm。

　　曲线齿锥齿轮是圆锥形状的零件，采用由外到内的走刀方式比较合理，可以避免刀具在Z轴方向直接进入材料，避免引起对刀具的冲击力，有效地保护刀具。粗加工时，曲线齿锥齿轮的刀位轨迹如图3所示。

　　2.3 齿轮半精加工

　　为了保证曲线齿锥齿轮齿面加工精度，在此采用四轴曲面铣对曲线齿锥齿轮进行半精加工，设置合理的半精加工参数。因此选择安全平面为60mm，零件曲面侧壁精度为0．15mm，零件曲面精度为0．15mm，曲面精度为0．01mm，加工方式为环切，切削方向为顺铣，水平区域刀具由外向内，水平步距0．5mm。半精加工的刀路轨迹沿流线方向走刀，这种走刀方式能更好地保证轮齿的加工精度，以及曲线齿锥齿轮的成型。半精加工刀路轨迹如图4所示。

图3曲线齿锥齿轮粗加工刀路轨迹

图4半精加工刀路轨迹

　　2.4齿轮精加工

　　精加工的刀路轨迹与半精加工一致，也是沿流线方向走刀，但侧向走刀步长要减小，加工余量为0，设置精加工参数，因此选择安全平说面为60mm，零件曲面侧壁精度为0mm，零件曲面精度为0mm，曲面精度为0．01mm，加工方式为环切，切削方向为顺铣，水平区域刀具由外向内，水平步距0．2mm。采用精铣所有曲面的走刀方式，精加工刀路轨迹如图5所示。

图5精加工刀路轨迹