锥齿轮普遍应用于航空、军工、运输、能源开采和海洋工程等行业。我国高端锥齿轮制造装备长期依赖进口，这种现状对对国防安全和国民经济的发展极为不利，开发具有自主知识产权的高端锥齿轮装备极为重要。
齿轮齿面是特殊的复杂曲面，相啮合齿轮副的齿面必须符合特定的啮合要求，采用通用的数控系统按一般的自由曲面加工很难满足需求。国外高端的齿轮数控装备所用的数控系统都在通用数控系统基础上进行了针对性特殊开发和定制。如瑞士莱森豪尔（Reishauer）和西门子合作开发了数控蜗杆砂轮磨齿机的专用数控系统，保证了莱森豪尔的蜗杆砂轮磨齿机的技术指标在全世界遥遥领先。这些特殊的数控功能模块对我国禁运，国内的齿轮装备厂家只能购买通用的数控系统，导致我国齿轮装备的技术指标落后。行业普遍认识到了采用通用数控系统不可能制造出高性能的齿轮机床。
目前，锥齿轮齿面实现的方法包括：通过加工机床多轴（5轴、6轴）确定的联动关系和切削刀刃曲线共同确定齿面；根据加工机床运动关系和切削刀刃曲线计算理论齿面，然后把理论齿面作为一般自由曲面在多轴联动的加工中心上进行切削加工。采用第一种加工方法无理论误差且效率很高，中、小直径的锥齿轮齿轮均采用这种方法进行加工，由于采用第一种加工方法受刀盘直径的限制，大直径的锥齿轮采用第二种自由曲面的方法加工，但在加工精度和效率上受到很大的制约。
针对锥齿轮加工的上述现状，拟从锥齿轮空间产形轮出发，根据空间产形轮的特性规划加工轨迹，然后根据机床运动特性进行轨迹的局部光顺和速度、加速度规划，实现从空间产形轮到机床各轴运动关系的给定。在此基础上，根据加工机床几何精度在各轴上产生的误差，对上述各轴运动关系进行进一步的修正，然后根据数控系统物理插补周期，生成实际加工锥齿轮的各轴驱动指令。
通过上述技术开发，在锥齿轮制造行业一方面可以打破国外对我国五轴及五轴以上联动数控系统的限制，另一方面也可实现不受被加工锥齿轮直径限制、无理论加工误差的数控系统底层驱动指令，为实现锥齿轮高端装备的开发奠定基础。
以商用数控系统硬件为基础，根据硬件实际的插补周期，实现锥齿轮无理论加工误差多轴（5轴、6轴）联动驱动指令的开发，为锥齿轮高端装备的开发奠定基础。
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wangze20
2023-10-21
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技术介绍
| 需求项目简述 |
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锥齿轮普遍应用于航空、军工、运输、能源开采和海洋工程等行业。我国高端锥齿轮制造装备长期依赖进口，这种现状对对国防安全和国民经济的发展极为不利，开发具有自主知识产权的高端锥齿轮装备极为重要。
齿轮齿面是特殊的复杂曲面，相啮合齿轮副的齿面必须符合特定的啮合要求，采用通用的数控系统按一般的自由曲面加工很难满足需求。国外高端的齿轮数控装备所用的数控系统都在通用数控系统基础上进行了针对性特殊开发和定制。如瑞士莱森豪尔（Reishauer）和西门子合作开发了数控蜗杆砂轮磨齿机的专用数控系统，保证了莱森豪尔的蜗杆砂轮磨齿机的技术指标在全世界遥遥领先。这些特殊的数控功能模块对我国禁运，国内的齿轮装备厂家只能购买通用的数控系统，导致我国齿轮装备的技术指标落后。行业普遍认识到了采用通用数控系统不可能制造出高性能的齿轮机床。
目前，锥齿轮齿面实现的方法包括：通过加工机床多轴（5轴、6轴）确定的联动关系和切削刀刃曲线共同确定齿面；根据加工机床运动关系和切削刀刃曲线计算理论齿面，然后把理论齿面作为一般自由曲面在多轴联动的加工中心上进行切削加工。采用第一种加工方法无理论误差且效率很高，中、小直径的锥齿轮齿轮均采用这种方法进行加工，由于采用第一种加工方法受刀盘直径的限制，大直径的锥齿轮采用第二种自由曲面的方法加工，但在加工精度和效率上受到很大的制约。
针对锥齿轮加工的上述现状，拟从锥齿轮空间产形轮出发，根据空间产形轮的特性规划加工轨迹，然后根据机床运动特性进行轨迹的局部光顺和速度、加速度规划，实现从空间产形轮到机床各轴运动关系的给定。在此基础上，根据加工机床几何精度在各轴上产生的误差，对上述各轴运动关系进行进一步的修正，然后根据数控系统物理插补周期，生成实际加工锥齿轮的各轴驱动指令。
通过上述技术开发，在锥齿轮制造行业一方面可以打破国外对我国五轴及五轴以上联动数控系统的限制，另一方面也可实现不受被加工锥齿轮直径限制、无理论加工误差的数控系统底层驱动指令，为实现锥齿轮高端装备的开发奠定基础。
以商用数控系统硬件为基础，根据硬件实际的插补周期，实现锥齿轮无理论加工误差多轴（5轴、6轴）联动驱动指令的开发，为锥齿轮高端装备的开发奠定基础。
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