基于MATLAB的MAAG型斜齿梳齿刀CADCAM系统开发任务书、开题报告

南华大学继续教育学院毕业设计 i Niub大学 毕业设计毕业设计(论文论文)任务任务书书 学院：继续教育学院 题目：基于 MATLAB 的 MAAG 型斜齿梳齿刀 CAD/CAM 系统开发 起止时间： 2008 年 9 月 1 日至 2008 年 12 月 31 日 学 生 姓 名： 专 业 班 级： 指 导 老 师： 教研室主任： 院长： 2008 年 9 月 1 日 南华大学继续教育学院毕业设计 ii 大学本科生毕业设计任务书 1、设计（论文）内容 开发基于 MATLAB 的马格型梳齿刀 CAD/CAM 通用技术支持系统。 1. 全面论述梳齿加工工艺与滚齿、插齿、剃齿、磨齿工艺相比较的特点和优势， 特别是在大型硬齿面齿轮加工方面的优势； 2. 论述马格型直齿/斜齿梳齿排刀传统设计和计算方法路线的难点； 3. 论述马格型直齿/斜齿梳齿排刀传统加工工艺的难点； 4. 论述三维特征造型在梳齿刀设计方面的技术优势； 5. 论述利用双正弦规通用夹具和数控线切割加工直齿/斜齿梳齿排刀的工艺优 势； 6. 利用 MATLAB 编制马格型直齿/斜齿梳齿排刀的设计计算程序，完成马格型梳 齿排刀 CAD/CAM 系统； 7. 编写马格型直齿/斜齿梳齿排刀的传统加工工艺和基于双正弦规通用夹具及 数控线切割加工的工艺； 8. CAD/CAM 系统采用交互对话的方式进行参数化设计和工艺设计； 9. CAD/CAM 系统的调试和完善； 10.程序运行实例，打印系统界面及程序流程图； 11.编写毕业设计说明书（含中英文摘要、目录、文献综述、方案论证、程序开 发、程序调试和验证、文献翻译、设计总结、致谢等内容） ；进行毕业设计答 辩。 2、设计要求： 1.学会在工程实际问题中使用先进的 CAD/CAM 技术； 2.掌握梳齿刀传统的设计方法和加工工艺； 3.掌握马格型梳齿刀的三维特征造型方法； 4.掌握双正弦规通用夹具的三维特征造型； 5.掌握梳齿刀的参数化设计方法。 指导老师:年月日 南华大学继续教育学院毕业设计 iii 大学本科生毕业设计（论文）开题报告大学本科生毕业设计（论文）开题报告 设计（论 文）题目 基于 MATLAB 的 MAAG 型斜齿梳齿刀 CAD/CAM 系统开 发 设计（论 文）题目来源自选课题 设计（论文）题目类型工程设计类起止时间 2008 年 9 月 10 日至 2008 年 12 月 31 日 一、设计（论文）依据及研究意义： 梳齿刀是用展成原理加工直齿、斜齿和人字齿轮的一种刀具。由于梳齿是齿条形刀具， 不存在滚刀以阿基米德螺旋面代替渐开螺旋面所引起的原理误差，也不存在插齿刀由前后 角所引起的修正齿形的原理误差，齿形精度可达到 GBl0095-88 中的 5 级，故在航空、航天 领域中的较高精度的窄空刀槽多联斜齿轮、人字齿轮非常有效。但生产实际中，不但设计 计算较为繁琐，图形的精确绘制表达更是费时费力，刀具工艺人员和工人也难以在短时间 内消化图纸，斜齿梳齿刀设计制造的效率、精度和成本问题成为梳齿工艺推广和梳齿机性 能发挥的瓶颈。国内以马格型中等尺寸立式梳齿机的应用居多，而马格型机床刀座基面在 工作状态有 6.5倾角，给设计计算带来一定难度。本设计以快速响应为目标，针对梳齿刀 现行设计制造过程中的难点问题开展研究，给出完善的基于 MATLAB、三维特征造型设计 和数控线切割加工 CAD/CAM 技术的解决方案。 二、设计（论文）主要研究的内容、预期目标： （技术方案、路线） 主要研究的内容： 1. 在工程实际问题中使用先进的 CAD/CAM 技术； 2. 梳齿刀传统设计方法和加工工艺； 3. 马格型梳齿刀和双正弦规通用夹具的三维特征造型； 4. 梳齿刀的参数化设计。 技术路线： 1. 根据任务书上要求， 搜集资料， 用 MATLAB 编制马格型直齿/斜齿梳齿刀的设计计算程序； 2. 编写马格型直齿/斜齿梳齿排刀的传统加工工艺和基于双正弦规通用夹具及数控线切割 加工的工艺； 3. 采用交互对话的方式进行 CAD/CAM 系统参数化设计和工艺设计； 4. CAD/CAM 系统的调试和完善； 5. 程序运行实例，用 CAXAEB 绘制零件图。 南华大学继续教育学院毕业设计 iv 三、设计（论文）的研究重点及难点： 设计的重点和难点在于： 1. 基于 MATLAB 的马格型梳齿刀设计程序的开发； 2. 基于可视化设计的梳齿刀的参数化设计； 3. CAD/CAM 系统结构和层次的研究； 4. 程序的编制和调试； 5. 数控线切割加工的工艺。 四、设计（论文）研究方法及步骤（进度安排） ： 9.19.15 日 查阅相关文献，了解齿轮梳齿及其它工艺现状，确定研究重点和方向。 9.16 10.1 日 复习、学习机械原理 、 互换性与技术测量 、 金属切削刀具 、 制造 技术基础 、 特种加工 、 齿轮刀具设计手册等相关专业基础及专业知识。 10.110.15 日学习 MATLAB 科学计算与编程方法，掌握 CAXA 和 SolidWorks 三维造型。 10.1610.30 日学习研究现行斜齿梳齿刀设计、制造的难点和瓶颈问题。 11.1 11.15 日对马格型斜齿梳齿刀进行三维造型设计研究。 11.1612.10 日工艺设计、夹具设计、MATLAB 编程、程序调试验证。 12.1112.30 日编写说明书、整理资料，准备答辩。 五、进行设计（论文）所需条件： 1、 齿轮刀具设计手册 、 航空制造工程手册 。 2、与设计所需理论技术有关的书籍和资料。 3、装有 Office、MATLAB、SolidWorks、CAXA 等相关软件的计算机一台。 六、指导教师意见： 签名：年月日 南华大学继续教育学院毕业设计 v 摘摘要要: :全面论述了 MAAG 型梳齿排刀传统设计计算加工工艺的难点， 比较了与其 它齿轮加工的特点和优势。 建立了马格型斜齿梳齿刀的基于三维特征造型技术和 数控线切割的加工技术，即充分利用 SOLIDWORKS 软件的三维特征造型和数控电 火花线切割加工的特点和优势，并设计通用工装夹具（双正弦规夹具） ，使任意 螺旋角、任意复杂廓形的马格型斜齿梳齿刀的设计简约化、制造自动化，在此基 础上开发基于 MATLAB 的交互对话方式的 CAD/CAM 软件，使用户只要输入对应的 加工齿轮的参数，都能显示出加工梳齿刀基本参数，使参数可视化。 关键词关键词：斜齿梳齿刀；三维特征造型；双正弦规；可视化 南华大学继续教育学院毕业设计 vi Abstract:Elaborated the comb row of knife tradition design calculation processing craft difficulty comprehensively, compared with other gear cutting characteristic andadvantages. The establishment of Maag tooth comb knife-ramps based on the 3-D feature modeling techniques and cutting the NC-processing technology，Namely uses SOLIDWORKS fully Softwares 3Dfeaturemodelling and the NC electrical fire colored thread cutting processings characteristic and the superiority, and design the general work clothes jig (double sine bar jig), Causes the random angle of spiral, the complex silhouette Maag skewed tooth comb knife to design the Jan reduction, the manufacture automation willfully, Based on MATLAB interactive conversational mode CAD/CAM software, Causes the user, so long as the input correspondences processing gearsparameter, can demonstrate the basic parameter, cause the parameter visualization. Keywords: Oblique tooth slotting cutter; 3D feature modeling; Double sine bar; Visualization 南华大学继续教育学院毕业设计 vii 目目录录 1、绪论2 1.1、课题背景与意义2 1.2、国内外研究现状与发展趋势2 1.3、主要内容、技术关键与创新点、预期目标3 2、梳齿刀概述 3 2.1、梳齿刀的工作原理3 2.2、直齿梳齿刀5 2.2.1、直齿梳齿刀的类型5 2.2.2、直齿梳齿刀的切削角度7 2.2.3、直齿梳齿刀的结构尺寸9 2.3、斜齿梳齿刀14 2.3.1、斜齿梳齿刀的工作原理14 2.3.2、斜齿梳齿刀的切削角度16 2.3.3、斜齿梳齿刀的结构尺寸19 2.4、马格型和非马格型斜齿梳齿刀比较23 2.5、梳齿刀的公差技术要求23 3、马格型斜齿梳齿刀设计加工过程中的三维造型技术 27 3.1、SolidWorks 概述27 3.2、斜齿梳齿刀的三维造型28 3.3、双正弦规设计及其三维造型30 3.3.1 单个零件造型30 3.3.2、组装图33 南华大学继续教育学院毕业设计 viii 3.3.3、爆炸视图34 3.4、基于数控线切割和双正弦规夹具的 CAM 技术34 3.4.1、正弦规34 3.4.2、数控线切割35 3.4.3、梳齿刀加工36 4、基于可视化设计的梳齿刀参数化设计 38