一種求解插齒機切削面積的計算方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及插齒齒輪加工領域，特別是一種求解插齒機切削面積的計算方法。
【背景技術】
[0002]目前各手冊上所使用的插齒切削面積計算公式主要針對傳統切削方法一一直線法，對常用的螺旋切削法并不完全適用，且各手冊上僅給出了最大切削面積和平均切削面積的近似計算公式，計算復雜，同時也不能反映出每刀切削面積的變化，這對計算機床切削力、切削功率、刀具壽命等都有很大的影響。
[0003]由于插齒刀和齒輪形狀復雜，齒形為漸開線或其它曲線，加工時刀具與齒輪有共軛嚙合運動，導致每沖程下工件與刀具相交曲線不同，每刀切削面積也不同，通過人工難以準確計算。目前，也并沒有專門關于插齒機切削面積的計算方法，在插齒機的設計、評估以及工藝參數選擇上依舊采用經驗設計法進行，對最終結果的合理性并沒有一個科學的判斷依據。
[0004]因此，要提升插齒機加工效率、優化加工工藝參數、增強刀具壽命，必須尋找一種較好的切削面積計算方法或手段。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種求解插齒機切削面積的計算方法，能夠克服現有的插齒切削面積公式不準確、適用性不強、理論計算復雜的問題，簡化插齒機切削面積的計算。
[0006]為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是:一種求解插齒機切削面積的計算方法，包括以下步驟:
一、以第一顏色繪制原始毛坯工件圖形，統計第一顏色的原始點數以及每點代表的實際面積值；
二、以第二顏色繪制插齒過程中每一狀態下刀具圖形，第二顏色的刀具圖形不斷覆蓋第一顏色的工件圖形，統計每一次覆蓋狀態下剩余工件圖形顏色的點數；
三、根據工件圖形第一顏色的原始點數，減去每次刀具繪制后剩余工件圖形顏色的點數，乘以每點代表的齒輪實際面積值，即可計算得到插齒加工每沖程實際切削面積值。
[0007]—種求解插齒機切削面積的計算方法，包括以下步驟:
一、確定插齒加工參數、加工狀態以及面積計算精度；
二、以第一顏色在圖紙上繪制原始毛坯工件圖形，確定圖中第一顏色的原始點數，并計算每點代表的實際面積值；
三、根據插齒加工狀態變化，用第二顏色繪制第I個、第2個、第3個…第i個…第j個刀具圖形，統計每次繪制刀具圖形后相應地圖紙上第一顏色剩余的點數叫、n2、n3、n4...rv..η,.圖紙上工件圖形的第一顏色逐漸形成齒輪圖形；
四、根據原始毛坯工件圖形面積Atl，初始工件圖形第一顏色的原始點數Ntl，每次刀具繪圖后剩余工件圖形顏色的點數叫、n2、n3、rv..rv..η」，計算得到插齒加工每沖程實際切削面積Ai。
[0008]所述的面積為橫截面積。
[0009]插齒加工參數包括工件齒數、工件模數、分度圓壓力角、刀具齒數、變位系數等基本參數和加工循環次數、工進量、徑向進給速度、工作臺圓周進給速度。
[0010]面積計算精度包括繪圖比例選擇和\或分辨率選擇。
[0011]繪圖比例選擇控制工件和刀具的繪圖尺寸和實際尺寸間的比例，繪圖比例越大，面積計算精度越高。
[0012]分辨率選擇是將圖紙按照長寬方向劃分為aXb個點陣，每個點代表的面積為圖紙實際面積的I/ (aXb)，劃分點數越多，面積計算精度越高。
[0013]加工狀態包括插齒過程中刀具與工件每沖程切削所處的位置與角度相位關系，每一沖程對應一種狀態關系。
[0014]每點代表的實際面積值是指統計圖紙中與第一顏色完全相同點的個數Ntl，通過與實際原始毛坯Atl進行比較，單位點表示的齒輪實際面積為A J凡。
[0015]每繪制一次刀具圖形，統計圖紙中與第一顏色的點數會有一定減少，減少量為對應的插齒切削面積，則插齒過程中每刀切削面積為:Ai= Ov1-1ii) X A0/ N00
[0016]本發明提供的一種求解插齒機切削面積的計算方法，通過采用以上的步驟，能夠快速計算插齒加工每沖程實際切削面積值，適用于插齒機床工藝參數的評估與優化，計算精度高、直觀易懂、使用簡便。
【附圖說明】
[0017]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明:
圖1為本發明的流程示意圖。
[0018]圖2為原始毛還工件圖形不意圖。
[0019]圖3為插齒過程中每一狀態下刀具圖形加工工件圖形的示意圖。
[0020]圖4為加工完成后工件圖形的示意圖。
[0021]圖5為刀具圖形加工工件圖形的示意圖，圖中顯示了部分的刀具圖形的加工軌跡。
[0022]圖6為加工完成后工件圖形的示意圖，圖中顯示了全部的刀具圖形加工軌跡。
【具體實施方式】
[0023]實施例1:
如圖1~6中，一種求解插齒機切削面積的計算方法，包括以下步驟:
一、以第一顏色繪制原始毛坯工件圖形，統計第一顏色的原始點數以及每點代表的實際面積值；
二、以第二顏色繪制插齒過程中每一狀態下刀具圖形，第二顏色的刀具圖形不斷覆蓋第一顏色的工件圖形，統計每一次覆蓋狀態下剩余工件圖形顏色的點數；
三、根據工件圖形第一顏色的原始點數，減去每次刀具繪制后剩余工件圖形顏色的點數，乘以每點代表的齒輪實際面積值，即可計算得到插齒加工每沖程實際切削面積值。
[0024]實施例2:
一種求解插齒機切削面積的計算方法，包括以下步驟:
一、確定插齒加工參數、加工狀態以及面積計算精度；
二、以第一顏色在圖紙上繪制原始毛坯工件圖形，確定圖中第一顏色的原始點數，并計算每點代表的實際面積值；
三、根據插齒加工狀態變化，用第二顏色繪制第I個、第2個、第3個…第i個…第j個刀具圖形，統計每次繪制刀具圖形后相應地圖紙上第一顏色剩余的點數叫、n2、n3、rv..rv..η,.圖紙上工件圖形的第一顏色逐漸形成齒輪圖形；
四、根據原始毛坯工件圖形面積Atl，初始工件圖形第一顏色的原始點數Ntl，每次刀具繪圖后剩余工件圖形顏色的點數叫、n2、n3、rv..rv..n」，計算得到插齒加工每沖程實際切削面積Ai。
[0025]所述的面積為橫截面積。
[0026]插齒加工參數包括工件齒數、工件模數、分度圓壓力角、刀具齒數、變位系數等基本參數和加工循環次數、工進量、徑向進給速度、工作臺圓周進給速度。
[0027]面積計算精度包括繪圖比例選擇和\或分辨率選擇。
[0028]繪圖比例選擇控制工件和刀具的繪圖尺寸和實際尺寸間的比例，繪圖比例越大，面積計算精度越高。
[0029]分辨率選擇是將圖紙按照長寬方向劃分為aXb個點陣，每個點代表的面積為圖紙實際面積的I/ (aXb)，劃分點數越多，面積計算精度越高。
[0030]加工狀態包括插齒過程中刀具與工件每沖程切削所處的位置與角度相位關系，每一沖程對應一種狀態關系。
[0031]每點代表的實際面積值是指統計圖紙中與第