滚齿切削厚度仿真计算-JournalofNortheasternUniversity-东北大学.PDF

第３６卷第１期 东 北 大 学 学 报 （ 自 然 科 学 版 ） Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．１ ２０１５年 １月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ） Ｊａｎ．２０１５ 　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－３０２６．２０１５．０１．０２１ 滚齿切削厚度仿真计算 张荣闯，王宛山，王　军 （东北大学 机械工程与自动化学院，辽宁 沈阳　１１０８１９） 摘　　　要：为了解决滚切力模型在应用中瞬时几何边界参数的提取问题，提出一种基于三维实体造型技术 的滚齿切削厚度仿真计算方法．该方法考虑未变形切屑是滚刀扫掠几何实体与工件几何实体的交集，包含几 何边界条件信息．首先通过布尔减运算得到未变形切屑，然后通过瞬时刀齿前刀面与切屑几何实体进行求交 运算，得到包含切削范围信息的由样条曲线所构造成的ＣＷＥ（ｃｕｔｔｅｒ／ｗｏｒｋｐｉｅｃｅｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ），进而在其上进行 切削厚度的提取．该方法的实现为动态滚切力的精确预测奠定了基础． 关　键　词：３Ｄ实体造型；滚切力；未变形切屑；ＣＷＥ；几何边界参数；切削厚度 中图分类号：ＴＨ１６４　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００５－３０２６（２０１５）０１－００９５－０５ ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆＵｎｄｅｆｏｒｍｅｄＣｈｉｐＴｈｉｃｋｎｅｓｓｉｎＧｅａｒ Ｈｏｂｂｉｎｇ ＺＨＡＮＧＲｏｎｇｃｈｕａｎｇ，ＷＡＮＧＷａｎｓｈａｎ，ＷＡＮＧＪｕｎ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０８１９，Ｃｈｉｎａ． Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ：ＺＨＡＮＧＲｏｎｇｃｈｕａｎｇ，Ｅｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｒｏｎｇｃｈｕａｎｇ＠１２６．ｃｏｍ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓｇｅｏｍｅｔｒｉｃｂｏｕｎｄａｒｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｐｐｌｉｅｄｉｎｈｏｂｂｉｎｇｆｏｒｃｅ ｍｏｄｅｌ，ａｍｅｔｈｏｄｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｕｎｄｅｆｏｒｍｅｄｃｈｉｐｔｈｉｃｋｎｅｓｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅ３Ｄｓｏｌｉｄ ｍｏｄｅｌｉｎｇｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｕｎｄｅｆｏｒｍｅｄｃｈｉｐ，ｗｈｉｃｈｉｓｔｈｅｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｗｅｐｔｖｏｌｕｍｅｏｆ ｈｏｂａｎｄｗｏｒｋｐｉｅｃｅ，ｃｏｎｔａｉｎｓｔｈｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｇｅｏｍｅｔｒｉｃｂｏｕｎｄａｒｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｂｏｏｌｅａｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｉｓｕｓｅｄｔｏａｃｑｕｉｒｅｔｈｅｕｎｄｅｆｏｒｍｅｄｃｈｉｐ．Ｂｙｍｅａｎｓｏｆｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅｒａｋｅ ｐｌａｎｅｏｆｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓｈｏｂｔｅｅｔｈａｎｄｔｈｅｇｅｏｍｅｔｒｉｃｅｎｔｉｔｉｅｓｏｆｃｈｉｐ，ＣＷＥ（ｃｕｔｔｅｒ／ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ）ｔｈａｔｉｎｃｌｕｄｅｓｔｈｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｃｕｔｔｉｎｇｒａｎｇｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｂｙｔｈｅｓｐｌｉｎｅｓ，ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｕｎｄｅｆｏｒｍｅｄｃｈｉｐｔｈｉｃｋｎｅｓｓｗａｓｅｘｔｒａｃｔｅｄｆｒｏｍ ＣＷＥ．Ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｌａｙｓａ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｐｒｅｃｉｓｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｄｙｎａｍｉｃｈｏｂｂｉｎｇｆｏｒｃｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：３Ｄ ｓｏｌｉｄｍｏｄｅｌｉｎｇ；ｈｏｂｂｉｎｇｆｏｒｃｅ；ｕｎｄｅｆｏｒｍｅｄｃｈｉｐ；ＣＷＥ（ｃｕｔｔｅｒ／ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ）；ｇｅｏｍｅｔｒｉｃｂｏｕｎｄａｒｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓ；ｃｕｔｔｉｎｇｔｈｉｃｋｎｅｓｓ 　　滚齿加工广泛应用于外圆柱齿轮粗加工．现 何信息作为求解的边界条件．最初的滚齿加工仿 已经提出了许多滚齿加工物理仿真模型，其目的 真主要采用空间离散方法，然而这些方法由于所 主要是用来帮助确定合理的加工参数，选择合理