剃齿加工中切削力的变化及对齿形误差的影响

剃齿加工中出现的齿面“中凹”现象是影响齿轮动态性能的重要原因。虽然影响剃齿加工精度的因素有多种,而齿面瞬时切削力的变化是其中的一个重要因素。本文从剃齿加工的运动实际出发,定量的分析了齿面切削力对齿面齿形误差的影响,分析的结果和实验观察是一致的。     

GH4169插铣参数对切削力的影响规律研究

为了优化高温合金GH4169插铣加工过程中的切削参数,采用正交试验法进行高温合金GH4169的铣削试验。基于试验法建立了切削力与切削参数之间的经验公式,分析了各切削参数对切削力的影响规律。运用方差分析法检验了经验公式的显著性。结果表明:F_x、F_y、F_z都随着切削速度V_c、每齿进给量f_z、径向切深a_e的增大而增大;三个方向的切削力受径向切深a_e的影响最大,其次是切削速度V_c,每齿进给量f_z的影响最小,且Z方向切削力F_z大于X、Y方向切削力F_x、F_y。     

剃齿刀设计和剃削工艺对剃齿质量的影响

剃削是当前齿轮加工的主要精加工方法之一 ,特别是径向剃齿 ,这种加工方法已在汽车行业特别是轿车生产行业中得到广泛采用 ,也得到了业内人士的密切关注。剃齿刀是剃削加工中决定剃齿质量和效率的主要因素 ,有了好的剃齿刀 ,剃削加工的优势就可以得到充分发挥。　　1　径向剃齿刀的容屑槽分布 ,实现对称剃齿条件是保证剃齿刀质量的关键　　在径向剃削的实践中时常会遇到表面粗糙度不好、齿形成Ｓ型中凹等问题。这当然与冷却液的润滑能力、清洁状况、采用的工艺参数、剃刀齿形的修形状况及剃齿机精度等都有关。但主要的因素是剃齿刀的设计质…     

非等边剃齿刀的齿形设计

剃齿过程中,啮合周期在节圆附近出现单点接触即三点啮合区域,是导致剃齿齿形中凹误差的重要原因之一。基于负变位剃齿和平衡剃齿的原理,对负变位剃齿刀进行非等边齿形设计,通过减小副工作面的最大曲率半径,使主、副工作面同时啮入,实现平衡剃齿,有效地消除了节圆附近三点啮合区域,改善了该区域轮齿间啮合力不均匀的情况。以传动误差曲线幅值作为量纲,将非等边剃齿刀与负变位剃齿刀进行对比分析,结果表明：非等边剃齿刀能够优化负变位剃齿的不足以及平衡剃齿条件难以实现的缺点,使剃齿啮合过程轮齿间啮合力趋于平稳,实现平衡剃齿,降低传动误差幅值,为消除剃齿中凹误差提供了新的技术思路。     

剃齿齿形中凹机理与剃前滚刀设计的探讨

研究了剃齿齿形中凹的机理。指出,剃齿过程中线外啮合对剃齿齿形误差产生深刻的影响,提高剃齿刀与被剃齿轮的重迭系数是克服剃齿齿形中凹的一条重要途径。在此基础上,提出了剃前滚刀凸角尺寸修改的建议。     

径向剃齿刀设计中的两个问题

径向剃齿有下述优点:1.它只有径向进刀,没有轴向进刀,加工时间最短,生产效率最高;2.可以剃削距离很近的双联阶梯齿轮;3.对齿向设计为鼓形的齿轮,其鼓形中点的偏移量小;4.由于线接触,重合度大,可以改善普通剃齿中出现的齿形中凹现象。因此,近年来国内外齿轮生产厂家竞相采用这一先进工艺。我厂从1989年开始与西安交大乐兑谦教授合作,成立了径向剃齿试验小组。本人在小组中承担了径向剃齿刀的设计工作。现以第一阶段试验中的直齿剃齿刀为例(零件号16752),叙述一下本人在设计中对一些具体问题的解决办法。     

平衡剃齿的条件与解法

齿轮制造单位普遍反映:7级精度齿轮采用滚剃工艺达不到精度要求,主要是“齿形中凹”问题。平衡剃齿是解决齿形中凹的有效方法。它不必对剃齿刀进行齿廓修形,也不受剃齿重合度的影响,实为解决被剃齿形中凹问题的优化方案,见文献[1]的试验结果。要达到JB179-83规定的齿形检验范围及齿形公差,采用平衡剃齿时。必须建立充分和必要的几何条件以保证齿形质量;并采用计算机速解超越方程以提高经济效益。     

齿轮剃削技术的新进展

从剃齿法出现至今60多年中，剃齿方法有很大改进，剃齿工艺有了新进展，剃齿刀在设计上也有所突破，剃齿动力学特征的研究正在不断深入。一、剃齿法的特性与比较最古老的剃齿法是纵向剃齿法，由于纵向剃齿法工艺简单，所用机床也简单，以汽车工业为代表的大批量齿轮生产行业中应用最广。但由于纵向剃齿法在加工过程中系点接触，加工时间比较长，刀具上切削区固定，不能充分利用齿宽，是一种不经济的剃齿方法。此后又相继出现了对角剃齿法和切向剃齿法。60年代后期原联邦德国的CarlHurth公司又研制出径向剃齿法。这种方法在剃削过程中，剃齿…     

剃齿刀的啮合刚度分析

本文拟合出剃齿刀的啮合刚度公式。该公式对进一步研究剃齿加工的切削力、齿形误差及动态性能等起着积极的作用。此外,本文还分析了剃齿刀的受力变形规律。     

径向剃齿刀切削刃错位方式的研究

依据径向剃齿啮合原理得出的径向剃齿的剃痕是一条斜线的结论，在总结已有切削刃错位方式的基础上，用剩削问序和剃痕次序的观点解释了校剃齿轮齿面上同一位置被多次在复剃削而使剃痕显露的现象，并提出了改进措施。     

径向剃齿刀设计研究

介绍了径向剃齿刀的设计方法及其技术参数的确定。给出了径向剃齿刀齿数的计算公式,提出了新的切削刃排列方式,总结了轴交角的选取与加工质量之间的关系。     

Simulation of gear shaving with considerations of cutter assembly errors and machine setting parameters

Gear shaving is commonly used as a finishing process for gear manufacturing. The precision of the shaved gear tooth profile is highly dependent on both the parameter adjustments of the shaving machine and the cutter assembly errors. This paper develops the mathematical model of the shaved gear with crowning taking into account the setting parameters of the gear shaving machine and cutter assembly errors. The effects of the parameters on the work gear surface and the tooth lead crowning are also investigated. The results are thought to be relevant to the design, assembly, calibration, and control of a gear shaving machine.     

切削用量对立铣加工钛合金Ti6Al4V切削力和切削温度影响规律的有限元仿真研究

利用软件AdvantEdge建立硬质合金涂层立铣刀三维铣削Ti6Al4V钛合金的有限元分析模型,模拟分析切削参数(切削速度、每齿进给量、轴向切削深度及径向切削深度)对刀具切削温度、切削力的影响规律。研究发现:切削力及切削温度随每齿进给量、轴向切削深度及径向切削深度的增加而增加:切削温度对切削深度的变化较敏感,随轴向切削深度和径向切削深度的增加显著增加;随着切削速度的增加,切削力先增大后减小,临界切削速度为120m/min。     

两种新型剃齿刀的结构设计与性能分析

论述了现有标准剃齿刀存在的缺点,特别是齿形中凹误差和使用寿命较低等国内外长期以来急待解决而又未能解决好的问题.介绍了新型剃齿刀的结构设计和性能分析以及必要的试验结果.新型剃齿刀结构新颖,性能可靠,基本上解决了标准剃齿刀存在的主要问题.     

径向剃齿刀切削刃错位方向的研究

根据径向剃齿刀的特点,提出刀具切削刃错位方向应使径向剃齿成为逆剃削的观点,分析了在各种刀具与齿轮螺旋角及轴交角情况下,形成逆梯削时径向剃齿刀所需的切削刃错位方向,并总结了设计规律。     

用最小二乘法拟合径向剃齿刀齿面

提出一种用最小二乘法拟合刀具齿面上离散点的齿面拟合方法,给出了齿面的简单表达式。该拟合曲面可用于虚拟径向剃齿过程,从而生成被剃齿轮齿面,通过与渐开线齿面比较,可检验刀具设计的正确性。     

大模数硬齿面滚剃刀齿形的近似造型方法

基于硬齿面滚剃刀齿形的制造方法 ,分别采用直线、圆弧、双曲线拟合法对滚剃刀法截面齿形进行了近似造型。近似造型误差计算结果表明 ,直线拟合法误差较大 ,但砂轮修整简单 ;圆弧拟合法误差最小 ,但砂轮修整稍难 ;双曲线拟合法误差很小且砂轮修整简单     

高强度钢高速加工时切削力尺度效应特征规律研究

在切削速度118m/min～463m/min,每齿进给量0.078mm/z～0.2mm/z,切削深度0.2mm～1mm范围内,研究高速端面铣削某新型高强度钢材料(>42HRc、抗拉强度σb>1.2GPa)过程中切削力的变化规律,考察切削用量对铣削力的交互影响与尺度效应规律,并从切削变形机理上进行讨论与分析,使用残差分析与最小二乘法等统计方法,建立切削力与切削用量经验公式。研究结果表明:高速铣削时,切削深度、每齿进给量和两者之间的交互作用为对主切削力有显著影响的效应因素;该类型高强度钢的单位铣削力为45调质钢的1.0729倍～1.7917倍;非自由切削过程在高速切削条件下将会引发切削力的尺度效应。     

基于遗传算法工具箱的插铣切削力的预测模型

根据插铣核电材料A508-3钢各向最大切削力的正交实验数据,建立插铣过程的切削参数(切削速度、每齿进给量和径向切削宽度)各向最大切削力预测模型。把切削力预测值与实验值的残差平方和为适合度函数,采用谢菲尔大学研究的遗传算法工具箱实现各向最大切削力预测模型的各项参数。结果表明切削力预测模型与实验值吻合较好。本文目的是在特定插铣切削参数条件下预测切削力。