圆弧端齿数控加工技术初探

摘要：文章以圆弧端齿数控加工为研究对象，结合圆弧端齿加工实例，从圆弧端齿数控加工技术关键问题分析以及圆弧端齿数控加工结果检验分析这两个方面入手，围绕圆弧端齿数控加工技术的应用这一中心问题展开了较为详细的分析与阐述，希望能够引起相关工作人员的特别关注与重视。

关键词：圆弧端齿；数控加工技术；模型创建；刀具选择；走刀轨迹

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）30-0071-02

1 圆弧端齿数控加工技术关键问题分析

本文所列举圆弧端齿共具备凹/凸两类齿形，齿形相互之间啮合充分且稳定。整个圆弧端齿轮盘端面位置共具备36个齿形，齿长参数经测定为23mm，齿深参数经测定为5.2mm，上表面与中节面间有效距离参数经测定为2.28mm，砂轮半径参数经测定为102.00mm，砂轮中心半径参数经测定为138.00mm，压力角角度经测定为30°，底座厚度min值经测定为2.50mm。在有关该圆弧端齿数控加工的作业过程当中，重点需要关注模型的创建、刀具的选择以及走刀轨迹的设定这三个方面内容。具体而言，应当重点关注如下几个方面的问题：

1.1 圆弧端齿数控加工中的模型创建分析

在整个有关圆弧端齿的数控加工作业过程当中，模型的创建作业既是基础，同时也是保障。大量的数控操作实践向我们证实了一个方面的问题：模型预处理作业的开展、模型质量的构建以及模型构建编程辅助元素的建立相对于整个数控加工作业程序的编制无疑有着至关重要的作用与意义。在本文所列举圆弧端齿数控加工作业实践当中，所需要加工的圆弧端齿齿槽高达36个，若按照传统加工方式进行逐个加工，一方面忽视的加工时间消耗明显加大，另一方面也使得整个加工过程中的人为性误差问题得到明显增大。从这一角度上来说，通过对一个高质量齿槽加工模型的构建能够使数控加工程序操作及其应用更为便捷，同时也能够辅助编程作业人员更为有效地开展程序编制作业，从而自源头上确保圆弧端齿加工效果的有效性。

1.2 圆弧端齿数控加工中的刀具选择分析

在有关圆弧端齿数控加工的作业过程当中，刀具选取的有效性直接关系着数控加工成品的精度指标。相关实践研究结果证实：在针对刀具进行选取的过程当中，数控作业人员应当结合具体加工工件的尺寸与距离、角度等关键指标进行粗加工/精加工刀具的选取作业。在本文所列举圆弧端齿数控加工作业实践的过程当中，通过对待加工齿槽尺寸的分析不难发现：粗加工过程当中应选取Ф5mm尺寸大小的整体刀进行数控加工作业，而精加工过程当中应选取Ф2mm尺寸大小的球刀进行数控加工作业。

1.3 圆弧端齿数控加工中的走刀轨迹设计分析

在上一步骤明确整个圆弧端齿数控加工作业所选取刀具之后，应当针对UG型腔铣进行选取。相关实践研究结果证实：良好的加工程序能够在确保圆弧端齿数控加工质量稳定发挥的基础之上，实现对整个加工过程中各种不必要程序段的合理缩短与控制，从而使走刀路线更为合理与科学，走刀过程中的空程问题得到有效避免，从而在此过程当中实现对整个圆弧端齿数控加工作业效率的提升。具体而言，在本文所列举圆弧端齿数控加工作业实践当中，通过对内侧壁连续无抬刀走刀轨迹的设计以及程序编制，一方面能够使刀具在整个数控加工过程中不必要的切削承载量得到了有效控制与缓解，另一方面也使得刀具的有效使用寿命得到了明显提升。

2 圆弧端齿数控加工结果检验分析

除针对加工工艺进行必要优化处理以及借助于动态仿真技术实现对整个圆弧端齿数控加工跟踪控制的基础之上，为确保所加工圆弧端齿部件质量及其精度的稳定性，还需要在整个数控加工作业完成之后针对试验结果展开进一步的检验处理，其目的在于实现对圆弧端齿数控加工工艺的进一步完善。具体而言，应当从着色检验、轴度检验以及角向位置检验这三个方面入手予以实现：

2.1 圆弧端齿数控加工中的着色检验作业分析

在有关圆弧端齿数控加工结果着色检验的作业过程当中，要求相关检验工作人员借助于毛刷，通过涂刷红油的方式针对圆弧端齿凹齿标准间齿槽进行均匀性涂抹作业，在此基础之上将其与凸齿零件扣合严密。与此同时，还需要使用木锤对其进行轻缓敲打，在确保敲打闭合稳定且充分的基础之上，将两者分离，并针对凸齿齿面圆弧端齿零件的着色情况予以检测。一般情况下，若圆弧端齿凸齿齿面位置的着色面积达到90%比例以上，则应当判定圆弧端齿凹凸齿面接触全面且充分。

2.2 圆弧端齿数控加工中的同轴度检验作业分析

在有关圆弧端齿数控加工同轴度检验的作业过程当中，要求相关检验工作人员分别针对凹/凸齿整环试验件进行中心孔的加工作业。与此同时，为确保圆弧端齿凹凸齿面能够实现充分且有效的啮合处理，并以下整环试验件中心孔为集中，对上整环试验件中心孔进行跳动量指标打表检测作业。一般情况下，若圆弧端齿凹/凸齿面同轴度设定参数控制在Ф0.05mm参数范围之内，则应当判定圆弧端齿凹凸齿面数控加工结果精度有效。在本文所列举圆弧端齿数控加工实例当中，其凹/凸出面整环试验件中心孔同轴度参数测定结果分别为Ф0.01mm以及Ф0.02mm，加工精度有效。

2.3 圆弧端齿数控加工中的角向位置检验作业分析

在有关圆弧端齿数控加工角向检验作业过程当中，要求相关检验工作人员针对圆弧端齿凹/凸齿各做角孔，并打穿圆弧端齿凹齿的角向孔，并确保其能够与凹齿插销相互配合，从而实现对角向数值的有效验证。一般情况下，若圆弧端齿凹/凸齿角向位置在5.2mm范围之内，则应当判定圆弧端齿数控加工结果有效。在本文所列举圆弧端齿数控加工实例当中，圆弧端齿凹/凸齿面角向齿高参数测定结果分别为Ф5.16mm以及Ф5.17mm，加工精度同样有效。

3 结语

通过本文以上分析不难发现：圆弧端齿数控加工技术能够确保圆弧端齿零件相关技术指标以及精度指标的有效满足，并且数控加工技术自身所具备的突出应用优势在实践作业中表现显著，应当予以关注。总而言之，本文针对有关圆弧端齿数控加工技术相关问题做出了简要分析与说明，希望引起各方关注与重视。

参考文献

[1] 孙殿柱，崔传辉，康新才，等.基于散乱点云数据的五轴数控加工刀轨生成算法[J].农业机械学报，2012，43（5）：221、226-229.

[2] 杨旭静，周元生，陈泽忠，等.五轴数控加工中旋转轴运动引起的非线性误差分析及控制[J].机械工程学报，2012，48（3）：140-146.

[3] 刘凯，陆永华，赵东标，等.参数曲线自适应加减速控制方法在弧齿锥齿轮数控加工中的应用[J].机械工程学报，2009，45（12）：198-204.

[4] 徐彦伟，张连洪，魏巍，等.重型弧齿锥齿轮铣齿机数控加工模型建立与仿真[J].农业机械学报，2009，40（10）：211-215.

[5] 孔马斌，胡自化，李慧，等.基于等距曲面的弧面凸轮单侧面数控加工刀位优化算法[J].机械工程学报，2008，44（11）：277-282.

作者简介：黄建军（1971-），男，江苏海门人，广东省湛江机电学校机械讲师，研究方向：机械制造技术及装备。

（责任编辑：周 琼）