电火花线切割多轴加工齿轮计算机仿真研究

电火花线切割多轴加工齿轮计算机仿真研究王殿君12，刘淑晶1（1.北京石油化工学院机械工程学院，北京102617；2.清华大学精密仪器与机械学系，北京100084）数学模型，讨论了齿轮的数学处理方法，研究了利用OpenGL实现仿真过程中的几个关键问题，同时编制了齿轮加工过程的图形仿真程序，获得了较理想的仿真结果，并对仿真结果进行了应用分析。

随着科学技术的不断发展，电火花加工技术也日趋完善，电火花加工新工艺不断应用到实际生产中。如何利用计算机等现代工具来解决电火花线切割加工空间曲面的问题，一直是电加工界研究与探索的课题。对于多轴联动电火花线切割加工计算机仿真来讲，仿真是把电火花多轴线切割加工系统作为我们要研究的实际系统，把电极丝作为空间解析几何中的母线来分析，以各种加工运动形式对应的数学模型作为仿真模型来模拟系统切割加工零件的实际过程，在计算机上将实际加工系统加工出的复杂曲面形状用仿真绘图的方法模拟，得到仿真结果图。由于齿轮在机械行业中应用非常普遍，本文选择渐开线标准直齿圆柱齿轮为对象，研究其电火花线切割加工的仿真技术，这为建立多轴联动电火花线切割加工CAD，CAPP，CAM系统打下基础。

1五轴联动加工系统数学模型的建立1.1五轴联动加工系统说明五轴联动加工系统由平面加工系统和转、摆、摆数控工作台组成。通过五轴联动控制系统控制电极丝完成XY移动和ABC转动。此系统可以加工以三导线曲面为主的多种复杂直纹曲面零件。如所示，选择工件旋转轴线为Zt轴，工作台面为XtOtYt面。工件绕Zt轴相对于XtOtYt面顺时针旋转，角速度为叫则转角=w.t，而P=P1G），P=p2）分别为上下导线极坐标函数，上下导线1.五轴联动加工系统通用数学模型的建立通过建立母线AtBt运动轨迹方程的方法来建立一般数学模型。

同理，Bt点的坐标为：①2007―04基金项目：黑龙江省重大科技攻关项目（GA01A0401―4）199：（王殿君（人玄3——）男6辽宁凤城人北京石化工学院机电工程晶高级工程师工学博士。ed.http://www.cnki.net "xB=Pi（-+）cs（-+h）编程语言。它紧密结合了面向对象分析（OOA）、面和WndowsNTf台上*流行的面向对象的1§在仿真程序的实现过程中，噙/VC++MfiCetbookmark3 1.2.2母线AtBt直纹面的方程（相对于OtXt YZt坐标系）式（4）就是母线AtBt扫过的直纹面的参变量方程，也就是五轴联动加工系统的普遍的通用数学模型，其中s为参变量。

4结论为了快速开发出高效、低成本的电火花加工计算机仿真系统，使用OpenGL不失为一种实用的方法。在本文中，通过对电火花线切割多轴加工齿轮的计算机仿真，不用母线在实际机床中运动，就可以在计算机上直接观察到齿轮的成型过程和加工后的零件表面形状。改变数学模型中的加工参数，就可以改变被加工零件的型面特征。这样就可以利用计算机仿真获得理想加工参数。利用这些理想的加工参数可以加工出要求型面的零件，并可以探讨研究新型面的加工方法和加工规律。