齿轮高速干式滚切工艺参数优化模型及应用系统开发

齿轮滚切工艺是应用最广泛的齿部成形加工工艺,高速干切工艺的出现和逐步成熟为齿轮滚切实现绿色环保加工以及高效自动化生产提供了技术条件。但由于高速干切工艺切削速度高且缺少切削油/液的冷却润滑,因而工艺参数对机床热变形误差、刀具寿命和工件质量等影响很大,需要开展深入研究。以自动化加工效率、齿轮单件成本为目标,工件材料、刀具涂层以及切削速度、进给量和滚刀顶刃最大切屑厚度等因素为变量,建立一种齿轮高速干式滚切工艺参数优化模型。通过数据分析和试验验证,基于工件材料的抗拉强度,得出齿轮高速干切滚齿工艺切削速度和滚刀顶刃最大切屑厚度推荐值;同时,为实现模型在齿轮自动化生产线上的应用,建立了高速干切滚齿工艺参数在机自适应优化修正模型,并基于西门子840D数控系统开发了高速干切滚齿工艺参数优化支持系统。该系统在某轿车齿轮自动生产线的生产实践中得到应用,取得了良好的效果。     

基于OoW技术的滚齿微量润滑设备研发与应用

油膜附水滴（OilsonWater,OoW）作为典型的增效微量润滑（Minimal Quantity Lubrication,MQL）技术，具有和大量浇注冷却油近乎相同的冷却性以及优异的润滑性能。基于OoW技术机制，开发功能先进的MQL产品，用于滚齿生产，并在实践中优化了加工参数。产品应用结果表明，滚齿MQL具有降低加工油烟、提高刀具寿命、扩大干切机床加工模数范围及降低二氧化碳排放等优异性能。该项技术的研发对传统齿轮行业升级改造、新型准干式切削机床开发以及建设绿色工厂具有重要意义。     

微量润滑技术代替切削液的工程应用研究

以实际工况为背景,对比分析了微量润滑和切削液浇注对刀具寿命的影响,优化了切削工艺参数和微量润滑功能参数,使微量润滑条件下的刀具寿命接近切削液浇注条件下的刀具寿命.此外,对微量润滑技术使用过程中的空气颗粒物进行测量,发现空气颗粒物浓度上升了127％,建议使用空气过滤器等方式加强劳动安全防护.     

滚齿刀具“对中”之我见——对《对滚齿时滚刀无需对中的探讨》一文的不同看法

用滚齿刀具切削工件均应“对中”。所谓“对中”是指调整刀具轴向安装位置的一种方法,目的是使刀具中段上某一刃齿的径向中心线(垂直于刀具轴线)通过工件的回转轴线。此工艺过程已成为滚齿刀具安装调整中的一项传统性的技术规范。这不是出于某种偶然因素,而是与其它技术规范一样,具有本身的技术涵义(原理)和实际应用效益。但是这一技术     

绿色切削高强度钢的刀具磨损及切屑形态

分析了微量润滑切削时润滑剂的渗透机理及润滑作用对铣削力的影响。使用传统切削、干式切削及微量润滑三种方式铣削高强度钢(PCrNi3Mo),对比切削性能并探讨微量润滑技术对刀具磨损及切屑形貌的影响。对微量润滑加工过程中切削参数(铣削速度、每齿进给量、铣削深度及润滑剂使用量)对刀具磨损的影响进行研究,利用响应曲面法建立了刀具后刀面磨损模型以确定铣削高强度钢(PCrNi3Mo)时润滑剂的最佳使用量,并利用试验验证。结果表明,微量润滑可有效抑制刀具磨损进程;建立的刀具后刀面磨损模型与试验结果误差较小,具有较高实用价值,微量润滑铣削材料PCrNi3Mo时,润滑剂的最佳使用值约为185mL/h;通过改善切削区的摩擦情况,微量润滑可降低切削区域温度并有效控制切屑形貌。     

罗茨机械增压器新型转子设计及加工研究

针对传统渐开线罗茨转子存在参数干涉和加工效率较低的问题,设计了采用滚切法加工的大模数、少齿数的新型渐开线罗茨转子。以一对四齿转子为例,分析了刀具参数和转子齿形的关系,设计出滚切法加工转子的大齿顶圆弧滚刀,研究了变位系数对转子重合度和面积利用系数的影响,得到了较为理想的转子齿廓。在此基础上,采用CATIA V5软件的二次开发技术,通过CATIA的宏模块和布尔运算功能实现转子的虚拟加工,验证了刀具设计的正确性,并在数控滚齿机上加工出了转子实物。结果表明:通过合理的刀具设计和齿廓参数的选择,可以得到满足工程使用要求的新型罗茨转子,转子滚切法加工工艺效率较高、通用性好,为罗茨转子的设计制造提供了一种新途径,具有一定的应用价值。     

绿色切削微量润滑增效技术研究进展

微量润滑技术作为一种绿色高效的加工方法,具有切削液用量少、切削力低、防止黏结、延长刀具寿命、提高工件表面质量等优点。但在特定工况下单独使用微量润滑技术又存在润滑不充分、冷却性能不足等问题,为此专家学者提出了若干种微量润滑增效技术。综述了微量润滑增效技术的原理、实施方案和工艺应用的最新研究进展,旨在扩展微量润滑技术的应用范围,也为微量润滑增效技术的进一步研究提供理论支撑和科学指导。     

EC——2硬滚油在我厂的应用试验

近年来我厂采用了精滚淬硬齿面新工艺,省略了剃齿、珩齿工序(原工艺:滚齿——剃齿——热处理——珩磨)并提高了加工精度。但需要昂贵的硬质合金刀具,每把齿轮滚刀价值3000元以上。从经济效益、降低成本的角度来看,想办法提高刀具的使用寿命是不能不考虑的,目前国内还没有适用的硬齿面滚削润滑冷却液,我厂曾试用机械油作为润滑冷却     

高速滚齿干切技术

通过与湿切滚齿的对比,介绍了干切滚齿机床、干切滚刀、夹具和干切工艺加工方案。对比了干切和湿切滚齿的效率、刀具使用寿命、切削液成本之间的差异及干切无冷却和干切气冷两种环境下刀具、工件、切屑的温度差异,给出了干切环境下的热量分布情况。     

基于粒子群算法的滚削齿面综合轮廓误差预测模型与试验研究

在配备有自主研发的数控滚齿系统的精密卧式滚齿机上,运用三因素两水平响应曲面法设计滚削试验,研究齿轮滚削加工刀具转速、轴向进给速度、背吃刀量对齿轮齿面轮廓误差的影响规律。根据试验结果,分析得出齿轮齿廓总偏差、齿轮螺旋线总偏差、齿距累计总偏差的预测模型及各工艺影响因素对齿面轮廓误差的作用显著程度,并以三个预测模型的附加权重值之和达到最小值为目标,建立可以评定多目标误差的齿面综合轮廓误差数学模型,运用粒子群优化算法对齿面综合轮廓误差数学模型进行分析优化,寻找最佳滚齿加工工艺参数。试验表明,采用粒子群优化算法对响应曲面法建立的齿面综合轮廓误差数学模型进行优化可以作为滚削加工前的工艺参数选取方案。     

低温冷风射流技术在滚齿加工中应用的试验研究

针对滚齿加工中大量使用油剂冷却液带来严重环境污染这一问题,以数控滚齿机为平台,对低温冷风射流这一绿色切削技术进行了试验研究。通过低温冷风射流和常规油剂冷却对45钢的加工对比试验,探讨了低温冷风射流对刀具磨损和工件齿面粗糙度的影响机理;并运用正交试验法安排试验,通过极差和方差分析,分别寻找出了最佳的低温冷风切削参数及各因素对齿面粗糙度影响的显著度。试验结果显示,相对于常规油冷切削,低温冷风射流技术具有明显的优势,能有效地降低切削区温度,减少刀具磨损和降低齿面粗糙度值;正交试验获得的最佳的冷风切削参数为:冷风温度-35℃,进给量0.3mm/r,有微量润滑。     

采用硬质合金滚刀加工的经济分析

<正> 在批量生产中和小模数齿轮的条件下,采用硬质合金滚刀能取得良好的经济效益,使单件齿轮滚齿工序的成本显著降低。对采用硬质合金滚刀进行高速滚齿的经济分析,不应仅片面地对比两种材料的滚刀价格,而应全面地从切削效率、刀具寿命、刀具价格、产品质量以     

基于GABP和改进NSGA-Ⅱ的高速干切滚齿工艺参数多目标优化决策#br#

针对高速干切滚齿过程中的工艺参数优化决策问题,提出一种基于加工工艺样本预测和多目标遗传优化算法的工艺参数优化决策方法。基于实际加工工艺样本集,以改进的多目标遗传算法（improved NSGA-Ⅱ）为主体模型,以最大刀具寿命、最小加工能耗为优化目标,以加工质量、加工时间为约束条件,利用遗传反向传播算法（GABP）神经网络建立关于加工优化目标的预测模型,将其作为多目标优化模型的适应度函数;通过DBSCAN算法获取待优化滚齿工艺问题的相似样本集,建立多目标优化问题输入区间;构建面向待优化滚齿工艺问题的多目标优化模型,迭代搜索最优工艺参数集。     

某薄壁细长外花键轴加工工艺研究

薄壁细长花键轴的加工是一项工艺难题,加工工艺流程的优劣直接影响着零件的加工质量。传统的加工工艺流程一般是将外花键安排在热处理前加工,热处理后往往出现变形现象,无法保证零件精度。随着滚齿加工刀具材料技术和涂层技术的发展,使淬硬加工得以实现。通过对零件的特性和加工难点进行分析,对加工工艺进行优化和改进,以及对滚齿夹具的设计应用一种过定位的设计思想,增加了夹具的刚度和定位精度,同时应用了硬质合金AlTiN涂层滚齿刀具,在保证零件质量的前提下,提高了零件的加工效率,对同类型薄壁细长花键轴的加工具有借鉴意义。     

基于GABP和改进NSGA-Ⅱ的高速干切滚齿工艺参数多目标优化决策

针对高速干切滚齿过程中的工艺参数优化决策问题,提出一种基于加工工艺样本预测和多目标遗传优化算法的工艺参数优化决策方法。基于实际加工工艺样本集,以改进的多目标遗传算法(improved NSGA-Ⅱ)为主体模型,以最大刀具寿命、最小加工能耗为优化目标,以加工质量、加工时间为约束条件,利用遗传-反向传播算法(GABP)神经网络建立关于加工优化目标的预测模型,将其作为多目标优化模型的适应度函数;通过DBSCAN算法获取待优化滚齿工艺问题的相似样本集,建立多目标优化问题输入区间;构建面向待优化滚齿工艺问题的多目标优化模型,迭代搜索最优工艺参数集。     

基于MQL的切削加工技术应用

在金属切削加工过程中,切削液发挥着冷却、润滑、排屑和防锈等作用,但其排放会对环境造成严重污染。微量润滑技术(MQL)是将压缩气体与微量润滑油混合汽化后喷射到加工区域,可代替传统切削液,在刀具与工件间的加工部位形成有效润滑,减缓刀具磨损。作为新兴的绿色清洁切削加工技术,微量润滑技术具有广阔应用前景。本文介绍了切削加工机理和切削液在切削加工中的作用,通过对比微量润滑、水溶性切削液和切削油性冷却等常见润滑技术的优缺点,分析了MQL替代传统切削液在切削加工中的利弊,并通过分析MQL在高速加工、铝合金加工及断续加工等方面的应用,探讨了MQL技术的发展趋势及发展过程中凾待解决的问题。     

非圆齿轮数控滚齿加工的参数自动编程系统

在分析非圆齿轮滚齿加工运动关系的基础上,介绍了一种具有齿轮加工特色的参数自动编程系统。设计了系统整体架构,通过友好人机交互界面输入齿轮参数、刀具参数和工艺参数,经系统验证自动生成滚齿NC程序。     

可持续性加工中的微量润滑技术

环境问题、成本压力以及对高质量的期望不仅对发达的工业国家,也对其他快速发展中的国家(如中国)提出了不断挑战,即需要一种可持续的现代加工工艺.微量润滑是一种拥有更好的可持续性,可以节约与冷却润滑相关费用的关键技术,同时还能提高切削加工的整体性能,显著减少冷却润滑液对生产系统所有部件的影响.为了确保微量润滑加工工艺的效率及其成功应用,需要对切削参数、切削刀具、机床以及生产环境进行详细分析和匹配.     

高硬齿面滚齿加工探析

本文通过对滚齿和磨齿两种加工方法的比较,显示了用硬质合金滚刀进行滚齿加工的优越性。并详细阐述了采用硬质合金滚刀进行滚齿加工对于机床、刀具、工艺装备、切削用量的要求。     

滚齿机爆刀原因初探

滚齿加工在齿轮生产加工中占有非常重要的地位。滚齿加工实际上是一个由设备、刀具、夹具和切削参数组成的工艺系统。只有该系统始终保持最优化状态，才能圆满完成齿轮切削加工任务，提高加工质量，降低生产成本。而滚刀刀具的质量和使用保养又是滚齿加工中的关键环节，它不仅是生产加工过程正常且安全进行的保证，而且对延长滚刀的使用寿命，对企业节约生产成本意义重大。