淬硬齿面齿轮的滚削加工

本文综合国内外滚削加工淬硬齿轮的研究成果,简要介绍:淬硬齿面齿轮滚削加工的切削特性;硬质合金负前角滚刀的设计原则;对滚齿机的要求;切削条件的选择。     

锥形齿轮滚削齿面的构成理论及参数计算

根据齿轮啮合原理中多自由度齿面包络理论，对渐开线锥形齿轮在滚齿加工中，刀具与工件的相对运动及产形齿条的形成机理进行了深入分析，证明了产形齿条的存在，并求解了其齿面形状。通过对齿轮、滚刀和产形齿条三者之间空间几何关系的进一步分析，研究了锥形齿轮的齿面构成理论，求证了由产形齿条包络运动所形成的齿轮渐开螺旋齿面，并推导了齿条和齿轮几何参数的计算公式。研究结果不仅对锥形齿轮的滚齿加工具有重要的理论指导意义，而且对于具有类似运动的其他加工方法也同样适用。     

环纹滚刀的设计及试验研究

环纹滚刀可以实现高效率的径向进给滚齿加工。本文作者研制了环纹滚刀,分析了环纹滚刀的切削过程,并通过试验证明了径向进给滚齿法的高效性。     

离子注入高速钢滚齿刀研究及应用

研究离子注入对高速钢材料的硬度、耐磨性和表面层组成的变化规律。分析离子注入各类刀具特别是滚齿刀工业应用的寿命试验结果。提出了离子注入对高速钢材料及刀具改善物理与机械性能的基本原理和特点,并以滚齿刀为例,进行了经济效益分析。     

花键轴增量式滚轧成形工艺的分流方式及温度效应研究

为了降低花键轴增量式滚轧成形工艺中工件初始直径对滚轧载荷和齿形填充质量的负面影响,根据分流锻造思想提出了一种齿顶分流方式,分析了温度效应对滚轧载荷和齿形填充质量的影响,并通过DEFORM-3D有限元软件对该分流方式进行了数值分析验证.研究结果表明:在校正滚轧阶段,齿顶分流方式的应用使得花键轴增量式滚轧成形工艺中滚轧载荷最大值平均下降了约60％,并降低了工件初始直径对花键轴齿形填充质量和齿距累计误差的影响.工件材料在400、800、1 000℃(相对室温20℃)时,温度效应使得最大滚轧载荷分别平均下降了约20％、67％、80％,并且明显提高了齿形处工件材料的填充质量.     

渐开线齿轮的滚齿加工仿真及后处理研究

研究了滚齿加工的工作原理,分析了仿真加工的可行性。使用VB编程,实现了CATIA软件的二次开发,通过布尔差运算,完成了滚齿加工切削过程的仿真。研究了不同类型齿轮的加工实现方法,仿真加工了直齿轮和斜齿轮,以及正变位和负变位齿轮。对仿真加工得到的齿轮进行了齿面误差测量,测量结果表明仿真结果与理论齿形相比,误差控制在1μm以内。通过齿面重构,使得齿面缺陷得以修正,便于网格划分和接触分析,为后续有限元分析相关力学性能提供了高精度模型。     

基于珩削力预测模型的工艺参数优化及试验研究

为研究珩齿加工过程中工件齿轮转速、x轴的进给量、z轴的进给速度对内齿珩轮强力珩齿加工过程中珩削力的影响规律,文章运用Box-Behnken设计方法设计内齿珩轮强力珩齿加工试验;根据监测所得的径向力响应数据,基于多元线性回归技术建立了珩削力预测模型;采用方差分析方法检验了预测模型的拟合度及各独立输入参数的显著性;以珩削力预测模型为目标函数,以加工参数选择范围及实际生产所需加工时间节拍为约束条件,基于狼群算法对内齿珩轮强力珩齿加工工艺参数进行了优化。结果表明,在合理的加工时间范围内,选择出最佳的珩削参数组合以获得最小的珩削力是可行的。     

非圆齿轮滚齿切削力波动特性及抑制研究

滚齿是非圆齿轮加工实现的重要方法,用于节曲线外凸直或斜齿非圆齿轮的高效高精制造,节曲线非圆特性导致滚切力呈现较大幅度波动,影响制造过程稳定性及加工精度,是非圆齿轮滚齿领域需要研究的重要课题。文章基于单位切削力计算原理及圆柱齿轮滚切力的研究成果,采用单次断续切削产生的未变形切屑体积表征滚切力波动态势,构建非圆齿轮滚切未变形切屑模型的获取方法。选取大偏心率卵形齿轮为研究对象,分析滚刀恒速不窜刀联动加工模型所产生的滚切力波动特性,得出该联动加工模型所对应峰值切削力的波动规律。提出一种滚刀恒速并附加窜刀的联动加工模型,该模型具有恒定弧长增量加工特性,对抑制整周滚切力波动具有重要意义,并开展不同滚切深度所对应滚切力波动规律研究,研究结果为非圆齿轮滚切方案的优化制定提供一定的理论依据。     

干式滚齿刀具的参数化设计及优化

对干式滚齿切削加工刀具的参数化设计及其优化设计进行了分析研究.以干式滚齿的滚刀为研究对象,以最高生产率为目标函数,建立了考虑机床、刀具、加工工艺等多种因素的限制为约束条件的滚刀结构参数及切削用量优化的数学模型,通过该模型中切削用量的变化实现了干式滚刀刀具结构的优化设计.开发了干式滚齿切削加工刀具的参数化设计及其优化设计的应用软件系统,并实现了干式滚刀零件图的绘制.