基于cad的直齿轮和斜齿轮滚齿加工过程的模拟[外文翻译].doc

附件C：译文

基于CAD的直齿轮和斜齿轮滚齿加工过程的模拟
威•迪米特乌 ＆ 艾•安东尼迪斯

摘要 在三维计算机辅助设计的基础上做适当地近似处理以实现对齿轮滚齿加工过程进行可行且准确的模拟。在一个齿隙间直接应用滚齿运动学，所有的作用点在空间形成曲面轨迹强制嵌入被加工工件，滚刀和工件间的展成运动形成三维曲面轨迹，切去工件一部分材料后形成的一系列齿槽，这些齿槽与剩下部分构成齿轮实体。所开发的软件HOB3D能对直齿和斜齿的加工进行准确地模拟，该软件利用了商业化CAD强大的建模和图形功能。由此产生的三维几何实体数据，齿槽和齿轮几何信息需要进一步研究，如所需切削力预测，刀具应力和磨损变化，以及齿轮滚齿过程的优化。

关键词 齿轮滚齿加工 加工的模拟 CAD建模

1 引言
滚齿加工广泛适用于任何一个绕某固定旋转中心形成的，且外表面具有齿形结构的回转体加工。相对于传统加工方法，如车削和铣削，滚齿加工是一种复杂的金属切削技术。虽然该技术被广泛地应用于齿轮的粗加工过程中，但其复杂性和高成本使这种技术鲜为人知。滚齿加工过程的运动学原理是基于工件与滚刀之间的三个相对运动，当加工直齿轮或斜齿轮时，滚刀的旋转使得工件以一定的角速度绕其对称轴配合地旋转，同时，工作台或滚刀可沿着工件轴线以给定的进给速度进给，该进给速度取决于所使用的滚齿机类型。
随着数值分析模型的发展，针对滚齿加工过程中不同情况的模拟提出了不同的逼近方法，旨在测定切削层的几何形状、切削分力以及刀具的磨损变化情况[1,2]，这三个模拟结果具体分量与每单位成本的齿轮滚齿加工过程的效率最优值相关。切削层几何形状是一个重要的参数，它可以确定切削分力以及预测刀具磨损的变化情况，而切削分力和刀具磨损都是滚齿加工过程中重要的数据[3]。为了能够有效地说明关于滚刀设计参数的公差和许用调整误差，金[4]提出了一个以参数化的形式来描述滚刀齿形的方法，该方法可以以成品齿轮的曲面方程来定义一个关于滚刀设计参数的函数，以及通过建立一个展成过程的数学模型来说明展成运动。范[5]提出了关于滚铣螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮时啮合面的模拟，以及齿面形成过程的数学模型，目前已经开发出了关于一个齿的分析软件[5]。