[发明专利]基于加工仿真的螺杆成形刀具设计方法

权利要求书

1.一种基于加工仿真的螺杆成形刀具设计方法，其特征在于：包括下列步骤：

a.获取螺杆转子的理论廓形参数、设定刀具的初始安装角ω_初、获取安装中心距最大值T_max和安装中心距最小值T_min、螺杆转子的螺旋参数，中心距最大值和最小值取决于砂轮和机床工艺结构参数；

b.在刀具的初始安装角附近取值多个安装角值，并取安装中心距值T_平＝(T_max+T_min)/2；

c.获取刀具廓形参数，结合步骤b中的多个安装角值和安装中心距值T_平进行螺杆转子仿真加工，获得转子仿真加工廓形参数；

d.将步骤c中的转子仿真加工廓形参数与理论廓形参数相比较，获得廓形误差值，当误差值小于等于设定误差值时的安装角值为合格安装角ω_合，将误差值超过设定误差值时的安装角值重新取值循环回步骤b；

e.在步骤d中获得合格安装角ω_合时，在安装中心距最大值T_max和安装中心距最小值T_min之间取值多个安装中心距数值；

f.获取刀具廓形参数，结合步骤e中所取值安装中心距的多个安装中心距和步骤d的合格安装角ω_合进行螺杆转子仿真加工，获得转子仿真加工廓形参数；

g.将步骤f中的转子仿真加工廓形参数与理论廓形参数相比较，获得廓形误差值，当误差值小于等于设定误差值时的安装中心距为合格安装中心距T_合，当误差值大于设定误差值时的安装中心距不可用。

2.根据权利要求1所述的基于加工仿真的螺杆成形刀具设计方法，其特征在于：螺杆转子仿真加工中：

砂轮廓形参数表示为：

其中X_c、Y_c、Z_c是砂轮回转面方程，R_t是砂轮宽度为Z_c时的半径，φ是参变数，为半径线R_t与面Y_cO_cZ_c之间的夹角，以从X_c正半轴到Y_c正半轴向为正；

磨削加工中螺杆转子与成形砂轮接触线方程可表示为：

其中ω为安装角，T为中心距，p为螺旋参数p＝S/2π，S为螺杆转子导程；

由公式(2)获取φ_ii＝{1,2,...,m}，m由砂轮的设计精度决定，φ_i是接触线上砂轮参变数取值；

将φ_i带入下列公式获取螺杆转子的廓形参数：

其中X、Y、Z是空间接触点方程即螺杆转子仿真加工获得的廓形参数；

将螺杆转子仿真加工获得的廓形参数与螺杆转子的理论廓形参数对比，获得误差值。

3.根据权利要求1所述的基于加工仿真的螺杆成形刀具设计方法，其特征在于：步骤b中，在刀具的初始安装角ω_初附近取安装角值的范围为：ω_初-5c至ω_初+5c，其中c的数值在第一次循环时为1，第二次循环为0.1，第三次循环为0.01；c的单位为“°”。

4.根据权利要求3所述的基于加工仿真的螺杆成形刀具设计方法，其特征在于：步骤d中，误差值超过设定误差值时的安装角值重新取值循环回步骤b的循环次数为n，所述n≤3，当n＞3时，调整原始输入参数重新步骤a。

5.根据权利要求3所述的基于加工仿真的螺杆成形刀具设计方法，其特征在于：步骤e中，取值安装中心距T范围为：

T_min+1mm、T_min+2mm、T_min+3mm、……T_max。