參數(shù)化漸開(kāi)線花鍵拉刀設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種參數(shù)化漸開(kāi)線花鍵拉刀設(shè)計(jì)方法，屬于刀具設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]由于漸開(kāi)線齒輪具有傳動(dòng)的準(zhǔn)確性與平穩(wěn)性以及漸開(kāi)線花鍵具有自動(dòng)定心好與傳動(dòng)扭矩大等優(yōu)點(diǎn)，因此，漸開(kāi)線齒輪與漸開(kāi)線花鍵已廣泛地被應(yīng)用在機(jī)械傳動(dòng)、連接零件及其成型加工刀具的設(shè)計(jì)與制造。
[0003]漸開(kāi)線拉刀組成部分主要有:柄部1、頸部2、過(guò)渡錐3、前引導(dǎo)4、切削部分5、校正部分6、后引導(dǎo)7和支撐樞8，拉刀總體結(jié)構(gòu)圖參見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖1。而每一組成部分的結(jié)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)都需要進(jìn)行復(fù)雜而又繁瑣的刀具設(shè)計(jì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)的企業(yè)設(shè)計(jì)與工藝知識(shí)庫(kù)查詢、結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算以及手工繪制AutoCAD圖紙等工作。而傳統(tǒng)的手工漸開(kāi)線花鍵拉刀設(shè)計(jì)過(guò)程是，首先，依據(jù)給定的漸開(kāi)線花鍵拉刀設(shè)計(jì)要求及數(shù)據(jù)，手工查找漸開(kāi)線花鍵拉刀設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(國(guó)標(biāo)、航標(biāo)及企標(biāo))、拉刀設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)庫(kù)等資料的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行漸開(kāi)線花鍵拉刀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其次，進(jìn)行繁瑣的、復(fù)雜而又易出錯(cuò)的手工的拉刀設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算以及拉刀漸開(kāi)線齒輪坐標(biāo)計(jì)算，再次，在AutoCAD軟件上進(jìn)行手工漸開(kāi)線拉刀圖紙繪制，最后，完成漸開(kāi)線花鍵拉刀圖紙儲(chǔ)存和打印。一般地一項(xiàng)漸開(kāi)線花鍵拉刀的設(shè)計(jì)工作至少需要24小時(shí)，也就是3個(gè)工作日，因此，每次漸開(kāi)線花鍵拉刀設(shè)計(jì)都需要進(jìn)行過(guò)程繁瑣的工作，尤其是大量的繁雜計(jì)算與相關(guān)專業(yè)手冊(cè)查找，不僅使得傳統(tǒng)的漸開(kāi)線花鍵拉刀設(shè)計(jì)效率低，而且非常容易出錯(cuò)，尤其對(duì)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)少的設(shè)計(jì)員。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種參數(shù)化漸開(kāi)線花鍵拉刀設(shè)計(jì)方法，提高效率，減少設(shè)計(jì)誤差。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案:參數(shù)化漸開(kāi)線花鍵拉刀設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟:
O設(shè)計(jì)開(kāi)始；
2)確定漸開(kāi)線花鍵拉刀的設(shè)計(jì)要求及數(shù)據(jù)；
3)漸開(kāi)線花鍵拉刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):根據(jù)被加工零件的材料及其結(jié)構(gòu)參數(shù)、漸開(kāi)線花鍵拉刀的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)并依據(jù)漸開(kāi)線花鍵拉刀設(shè)計(jì)與制造的知識(shí)庫(kù)模塊自動(dòng)進(jìn)行刀具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì);
4)漸開(kāi)線花鍵拉刀的參數(shù)計(jì)算:根據(jù)被加工零件的材料及其結(jié)構(gòu)參數(shù)、漸開(kāi)線花鍵拉刀的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)并依據(jù)漸開(kāi)線花鍵拉刀設(shè)計(jì)與制造的知識(shí)庫(kù)模塊自動(dòng)進(jìn)行刀具材料及其結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算；
5)漸開(kāi)線花鍵拉刀的齒形坐標(biāo)計(jì)算:依據(jù)選擇的齒厚方式以及漸開(kāi)線齒輪與花鍵齒形的基本數(shù)據(jù)，并應(yīng)用VB程序設(shè)計(jì)軟件編制漸開(kāi)線齒形參數(shù)計(jì)算軟件，然后進(jìn)行漸開(kāi)線齒形參數(shù)的計(jì)算，并計(jì)算出漸開(kāi)線齒輪與花鍵齒形的坐標(biāo)；
6)根據(jù)步驟3)得到的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、步驟4)得到的參數(shù)數(shù)據(jù)以及步驟5)得到的齒形坐標(biāo)數(shù)據(jù)，通過(guò)VB程序直接驅(qū)動(dòng)AutoCAD軟件自動(dòng)完成AutoCAD版本的刀具圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，包括漸開(kāi)線花鍵拉刀的圖形繪制、漸開(kāi)線齒形圖的匯至、漸開(kāi)線齒形坐標(biāo)列表、尺寸與形位公差標(biāo)注以及刀具表面粗糙度標(biāo)注、技術(shù)要求、拉削前后花鍵孔的狀態(tài)及其尺寸等；
7)將已經(jīng)設(shè)計(jì)完的AutoCAD版本的刀具圖紙存儲(chǔ)到復(fù)合材料銑刀圖紙數(shù)據(jù)庫(kù)中，或者將其打印出來(lái)。
[0006]上述步驟2)中，所述漸開(kāi)線花鍵拉刀設(shè)計(jì)要求及數(shù)據(jù)，具體如下:
(1)拉刀模數(shù)；
(2)花鍵的齒數(shù)；
(3)分度圓壓力角；
(4)花鍵的內(nèi)徑；
(5)花鍵的外徑；
(6)分度圓弧齒厚(或理論根圓弧齒厚)；
(7)槽底圓弧半徑；
(8)拉削前孔徑；
(9)拉削長(zhǎng)度;
(10)零件材料；
(11)零件材料的硬度；
(12)拉床型號(hào)。
[0007]上述步驟3)中，根據(jù)被加工零件的材料及其結(jié)構(gòu)參數(shù)、漸開(kāi)線花鍵拉刀的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)并依據(jù)漸開(kāi)線花鍵拉刀設(shè)計(jì)與制造的知識(shí)庫(kù)模塊自動(dòng)進(jìn)行如下刀具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì):
(1)柄部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
(2)頸部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
(3)過(guò)渡錐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
(4)前引導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
(5)切削部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
(6)校正部分設(shè)計(jì)；
(7)后引導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
(8)支撐樞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
[0008]上述步驟4)中，根據(jù)被加工零件的材料及其結(jié)構(gòu)參數(shù)、漸開(kāi)線花鍵拉刀的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)并依據(jù)漸開(kāi)線花鍵拉刀設(shè)計(jì)與制造的知識(shí)庫(kù)模塊自動(dòng)進(jìn)行如下刀具材料及其結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算:
(O第一個(gè)花鍵切削齒的直徑；
(2)最后花鍵切削齒和校正的直徑；
(3)總直徑齒升量；
(4)花鍵齒內(nèi)徑；
(5)周t ;
(6)分度圓弧齒厚；
(7)基圓直徑；
(8)檢驗(yàn)刀齒分度圓弧齒厚的滾棒直徑； (9)用滾棒測(cè)量的尺寸；
(10)齒距和同時(shí)工作的齒數(shù)；
(11)容削槽結(jié)構(gòu)及其尺寸；
(12)刀齒前后角；
(13)齒升量；
(14)驗(yàn)算容削系數(shù)；
(15)拉削力；
(16)拉刀柄部參數(shù)確定；
(17)第一容削槽處截面積；
(18)強(qiáng)度驗(yàn)算;
(19)切削齒數(shù)量；
(20)切削齒和校正齒部分長(zhǎng)度；
(21)第一個(gè)切削齒到柄部端面的距離；
(22)前引導(dǎo)直徑和長(zhǎng)度；
(23)后引導(dǎo)直徑和長(zhǎng)度；
(24)拉刀總長(zhǎng)度；
(25)拉刀材料和硬度。
[0009]上述步驟5)中，漸開(kāi)線花鍵拉刀齒形坐標(biāo)計(jì)算是應(yīng)用專用的漸開(kāi)線齒形參數(shù)計(jì)算軟件，其中包括齒形檢測(cè)的量棒尺寸及其檢測(cè)值M0
[0010]所述漸開(kāi)線花鍵拉刀設(shè)計(jì)與制造的知識(shí)庫(kù)模塊，是根據(jù)復(fù)合材料零件的材料性能、零件結(jié)構(gòu)特征及其參數(shù)而建立的刀具材料及其結(jié)構(gòu)參數(shù)與復(fù)合材料零件的材料性能、零件結(jié)構(gòu)特征及其參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系及算法數(shù)學(xué)模型，最終實(shí)現(xiàn)刀具設(shè)計(jì)模型需求數(shù)據(jù)的自動(dòng)篩選與計(jì)算。知識(shí)庫(kù)模塊中相關(guān)聯(lián)的主要數(shù)據(jù)有:
I)切削機(jī)理參數(shù):
(1)切削變形的影響因素:前角、后角、刃口半徑r等；
(2)切削力產(chǎn)生的主要因素:材料塑性變形、摩擦等；
(3)切削熱產(chǎn)生的主要因素:摩擦、塑性變形內(nèi)能等；
(4)刀具磨損機(jī)理:
①刀具與被加工材料之間的摩擦等；
②材料磨損等；
③擴(kuò)散磨損等；