【摘 要】
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变双曲圆弧齿线圆柱齿轮（Cylindrcial gear with variable hyperbolic circulararc-tooth-trace,简称为VH-CATT圆柱齿轮）作为一种新型齿轮结构,相较于相同结构参数的其他不同类型的圆柱齿轮有更好的传动性能、更加适合用于高速重载的工作环境且便于安装。目前,VH-CATT圆柱齿轮的研究主要集中在传动特性、磨损、润滑等方面,对于加工的研究主要
【基金项目】
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国家自然基金项目（52105058）； 甘肃省自然基金项目（21JR7RA235）；
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变双曲圆弧齿线圆柱齿轮（Cylindrcial gear with variable hyperbolic circulararc-tooth-trace,简称为VH-CATT圆柱齿轮）作为一种新型齿轮结构,相较于相同结构参数的其他不同类型的圆柱齿轮有更好的传动性能、更加适合用于高速重载的工作环境且便于安装。目前,VH-CATT圆柱齿轮的研究主要集中在传动特性、磨损、润滑等方面,对于加工的研究主要为设计专用铣齿机和旋转刀盘进行加工,但该方法有一定的局限性,限制了VH-CATT圆柱齿轮的工业应用。为此,本课题对VH-CATT圆柱齿轮多轴数控铣削加工展开研究。（1）VH-CATT圆柱齿轮三维建模与工艺分析。基于VH-CATT圆柱齿轮的成形原理和齿面方程,使用MATLAB软件和NX软件建立其精确的三维模型,并验证该三维模型的精确性。通过分析该齿轮的结构特征与加工工艺性,结合传统齿轮的加工方法与加工技术要求,编制VH-CATT圆柱齿轮加工工艺方案,为后续的刀具轨迹规划、数控仿真加工和实际加工研究提供依据。（2）VH-CATT圆柱齿轮多轴数控铣削刀具轨迹规划及生成。对VH-CATT圆柱齿轮多轴铣削加工的刀位数据、走刀步长和加工行距进行计算,并对加工过程中刀具的干涉进行判别和处理。基于NX/CAM,根据所确定的铣削参数和刀具轨迹规划计算的相应结果生成VH-CATT圆柱齿轮多轴数控铣削加工各加工阶段的刀具轨迹并检验其正确性,为后续生成NC程序和仿真加工及实际加工奠定基础。（3）VH-CATT圆柱齿轮多轴数控加工后置处理。分析加工实验所使用的多轴数控机床的运动链、工件坐标系下刀具位姿之间的映射关系以及其后置处理算法,并推导出机床运动学正、反变换公式。结合所使用的控制系统,基于NX/Post Builder后处理构造器制作该机床的专用后置处理程序,并将其与NX软件集成,为后续的仿真加工与实际加工提供准确且高效的NC程序。（4）VH-CATT圆柱齿轮多轴数控加工实验分析。基于VERICUT数控加工仿真软件,对VH-CATT圆柱齿轮进行仿真加工,观察其仿真加工过程并将仿真加工结果与三维模型进行对比。随后进行实际加工,使用ZEISS三坐标桥式测量机检测实际加工的VH-CATT圆柱齿轮,并在计算机辅助检测软件中对所测得的数据点进行检测分析。进一步验证本文所确定的加工工艺方案的合理性、刀具轨迹和NC程序的正确性。综上,本课题的研究为VH-CATT圆柱齿轮的加工提供思路,为其数控加工提供有效解决方案,为其工业化奠定基础。
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