曲线齿锥齿轮的数控加工工艺研究

3 刀具轨迹模拟检验及程序后置处理

　　3.1 刀具轨迹的模拟检验

　　本文运用机床仿真对曲线齿锥齿轮的加工进行全方位的检验，通过仿真校验可以进一步观察刀具与零件还有机床的运动过程，并且可以进一步优化加工时刀具的角度，避免干涉的发生。在模拟检验对话框中选择机床模拟后，将打开机床模拟的工作窗口，在仿真界面中可以显示整个四轴机床的工作环境，机床模拟如图6所示，从图中可以看到曲线齿锥齿轮及其第四轴的安装位置、刀具和工作台。

图6曲线齿锥齿轮的全方位机床模拟检验

　　3.2程序后置处理

　　CimatronE8．5软件为用户提供了强大的CAD/CAM系统，同时具有很强的通用性。在CimatronE8．5软件编程状态下，选择后置处理命令，打开后置处理对话框选择要处理的程序段，分别对齿面的粗加工、半精加工和精加工进行后置处理，形成实际数控机床的加工程序，从而得到数控加工各个阶段的程序。对于半精加工和精加工的后置处理采用CimatronE8．5软件专用的四轴后置处理文件，先选择机床的旋转轴，再进行后置处理。

4 实体加工

　　根据曲线齿锥齿轮的齿形形状及实际加工情况，选择分层铣削工艺，加工顺序如下:车端面、孔、键槽→齿形粗加工→齿形半精加工→齿形精加工→车掉装卡部分。根据曲线齿锥齿轮加工工艺及其特点，在粗加工时，先进行单齿加工，第四轴转动一定的角度，再采用相同的方法加工其他的齿。采用球头刀进行开粗，齿面粗加工是为了将大部分材料去除，进给量可以适当的大一些以提高加工效率。齿形的粗加工如图7所示。

图7齿槽粗加工

　　在完成齿形粗加工之后，需要对齿形进行半精加工，齿形的半精加工要保证齿面的加工质量，切削用量要小一点，采用四轴曲面铣的方式进行半精加工，齿形半精加工如图8所示。

图8齿形半精加工

　　精加工是曲线齿锥齿轮齿形加工中的最重要的一步，为了提高齿面的加工精度，切削深度、宽度和进给量都要选择小一些，并且要选择较高的主轴转速。因此齿形的精加工采用四轴曲面铣的方式，进行精加工。当完成齿形的精加工后，将齿轮的装卡部分车掉，从而获得曲线齿锥齿轮的实体。采用普通的机床车掉装卡部分可以提高加工效率。曲线齿锥齿轮的加工实体如图9所示。

5 结论

　　本文对曲线齿锥齿轮数控加工工艺、加工仿真、编程及实体加工进行了研究。曲线齿锥齿轮的数控加工仿真大大减少了生产加工的工作量，降低了生产成本，避免了不必要的材料浪费。分三次对曲线齿锥齿轮齿面进行加工，可有效地提高其加工精度，弥补了传统加工方法的不足。对于损坏的未知参数的曲线齿锥齿轮可以降低生产成本，满足企业对曲线齿锥齿轮单件、小批量低成本制造的需求，增强了企业的竞争力。

图9曲线齿锥齿轮加工实体

本文只是对曲线齿锥齿轮的数控加工进行初步研究，为了节约成本，采用PVC材料，如果采用钢铁材料进行加工，加工工艺参数需要进行相应的修改。