精密成形铣齿切削参数优化研究

大模数齿轮精密成形铣齿具有多切削刃、非自由、断续重切削的特点,其加工过程中切削参数的变化对加工效益影响较大。为了提高综合加工效益,需综合考虑加工成本、残余高度以及刀具耐用度。分析成形铣齿加工过程及原理,建立了各待优化目标数学模型,提出以多目标遗传算法建立刀具耐用度、加工成本及加工残余高度的多目标优化模型,得到了以切削速度、每齿进给量为决策变量的多种工艺参数组合。优化结果与实际加工参数范围吻合,提出了切合实际加工条件的切削工艺参数范围,为下一步刀具磨损状态监测研究提供了理论依据。     

齿轮的数控加工原理及误差分析

介绍了在四轴以上的数控机床上用滚齿和铣齿两种方法进行齿轮加工的原理，通过对两种加工方法所产生的误差进行分析，指出了影响齿轮加工精度的因素。     

基于自适应控制技术的铣削参数优化

采用BP神经网络算法应用于铣齿功率建模能较准确地预测铣齿功率大小,进而运用STATISTICA的正交设计优化试验数据对滚齿机进行再制造,通过在主轴箱加设传感器实现了机床振动稳定性的的在线监控,分析各个切削状态下主轴箱振动同铣削功率的关系,进行优化切削参数,实现了数控系统与在线监控技术的自适应闭环监控.完成了4m大型滚齿机向高速铣齿机床SKX-4000的智能化再制造.结果表明,采用的控制策略能适应强力铣削的工况变化,稳定地控制加工过程,达到保护机床、刀具和提高加工效率的目的.     

摆线铣削淬硬钢工件上的槽

在淬硬工件上铣槽一直是切削加工中的难题之一,其原因有三：①加工时,刀具的大部分切入工件中,会产生很大的切削力和较多的切削热;②每个刀齿上切屑的载荷不均匀,切人工件最多的刀齿载荷最大,其它位置的刀齿载荷较小;③随着容屑槽逐渐被切屑填满,排屑空间变小,切屑的重切机率增大。     

离散化切削对弧齿锥齿轮齿面质量影响的综述

分析材料的去除原理,探讨离散化切削对齿面质量的影响。传统的加工工艺是铣削、刮削、研磨和磨齿,这些工艺的实质都是接触式的离散切削,而齿面质量的高低(主要是精度和粗糙度)取决于离散化切削程度:当离散程度越高,齿面上的刀痕轨迹分布越明显,齿面质量越低;当离散化切削程度接近连续化时,刀痕的致密度越高,齿面的质量越高。并简要介绍非接触式电化学光整加工和近净成形技术。最后根据以上工艺特点提出展望。     

成形法螺旋锥齿轮硬齿面高速铣削的可行性研究

由于成形法螺旋锥齿轮的大轮具有直齿廓且齿数多,磨齿加工的效率低,因此,考虑对其采用高速切削加工的方法.经论证表明,选择合适的夹具、机床与刀具可以实现成形法螺旋锥齿轮硬齿面的高速铣削,实现＂以铣代磨＂,可提高加工效率.     

钛合金螺旋铣孔切削工艺的正交优化与试验分析

目的稳健设计螺旋铣孔对难加工材料钛合金加工件的切削参数(切削深度、每齿进给量和主轴旋转速度)。方法用正交优化法制定一套试验方案并实施,使用粗糙度量仪、三坐标、显微镜等对钛合金孔表面粗糙度(Ra)、孔径精度和出口端毛刺高度进行测量和分析;在此基础上,利用试验数据分析影响因素水平极差和贡献率,优选出一组切削参数组合(主轴旋转速度2000 r/min、每齿进给量为0.07 mm和切削深度0.25 mm/r),以此为基准,对待加工钛合金工件表面粗糙度进行预测;为进一步验证预测值满足孔表面质量标准,然后对钛合金加工件试验分析。结果结果表明,孔表面粗糙度介于0.55~0.75μm,孔径精度介于H7~H9,很好地达到了航天或汽车工业对钻孔粗糙度的技术要求。结论由此可见,使用该方法,不仅可获得稳健设计切削参数,还可改善钛合金螺旋铣孔切削工艺。     

数控高速铣齿加工过程的有限元法仿真研究

在预先获得工件材料特性参数的基础上,并根据铣削加工的特点,利用有限元软件Deform 3D建立了铣削加工齿轮的有限元模型,基于此模型对高速铣齿加工过程中的切削力和温度进行了有限元模拟。通过铣削力试验测得了相同加工条件下的铣削力值,与仿真结果相差较小,证明了所建有限元模型的正确性,也表明了采用此模型进行的温度的模拟结果是可信的。铣齿加工过程的有限元仿真研究为下一步铣齿加工精度的提高奠定了基础。     

弧齿锥齿轮成形加工切削力理论模型

针对弧齿锥齿轮成形法中切削力计算的问题，提出了一种理论计算方法，将铣齿过程中的复杂状况转化为力学模型，并对力学模型进行求解。首先，结合弧齿锥齿轮成形法加工状况，采用斜角切削理论推导出弧齿锥齿轮微观切削力模型；其次，分析成形法加工弧齿锥齿轮中的切削面积，结合弧齿锥齿轮微观切削力模型计算出弧齿锥齿轮成形法切削力；最后，计算一定工况条件下的切削力。计算结果与仿真、实验数据具有较好的一致性，表明理论模型适用于弧齿锥齿轮成形法切削力的预测，并且大幅缩短了计算时间。     

基于改进MLS的铣齿刀具刃形曲线优化

为提高成形铣齿加工齿轮的齿廓形状精度，从刀具刃形曲线的设计角度入手，提出一种新的改进移动最小二乘法(MLS),以此来设计刀具的刃形曲线，并通过数值仿真和具体实验验证所提方法的正确性。首先，基于成形铣削加工机理，获取刀具理论廓形的数据点；其次，分别采用所提新方法和传统刀具刃形曲线设计方法对数据进行处理，利用MATLAB实现刀具刃形的拟合结果，并得到铣削齿廓余量偏差的整体水平；最后，以圆柱内齿轮加工为例进行实验验证，得到不同刀具加工齿轮之后的齿廓形状，并与理论模型进行对比。结果表明所提方法有效、可行，能够提高成形铣齿刀具刃形曲线的拟合精度，减少齿轮铣削加工之后的齿廓形状偏差。     

滚齿机床振动对齿轮几何精度的影响

滚齿机床切削加工过程中,刀刃成排轮流从切入到切出,切削力由小逐渐变大,再逐渐变小,在工件和刀具之间产生周期性的激振力,使刀刃和工件加工表面产生相对位移,对加工齿轮的几何精度产生影响。研究机床结构振动与被加工齿轮精度的关系,建立滚刀和工件加工表面产生的相对位移对齿轮几何精度影响的理论模型,定量推导出了由此相对位移产生的齿廓误差;通过大量实验,对滚刀和工件加工表面产生相对位移对应的齿轮齿廓误差进行在线精密测量;使用此齿廓误差减法运算新方法,对两组实验数据进行对比分析。结果表明:提出的运算新方法能够准确地处理数据,实验数据很好地验证了建立的理论模型的正确性,误差小于2%。     

弧齿圆柱齿轮铣齿机的研制

在研究弧齿圆柱齿轮展成基本齿条及切齿方法的基础上,提出了弧齿圆柱齿轮切齿加工的双工位单面双铣加工方法。基于旋转刀盘加工原理,建立了弧齿圆柱齿轮齿面方程。基于双工位单面加工思想,设计了专用弧齿圆柱齿轮铣齿机,经过切齿加工验证,该机床具有加工效率高、可靠性高等优点。     

基于AFSA-ACO-BPN算法的五轴机床动态误差模型

为了提高五轴机床的加工精度,提出一种基于AFSA-ACO-BPN算法的五轴机床动态误差模型。通过建立灰色关联分析模型完成了建模变量的优化选择,并进行了AFSA与ACO-BPN的动态融合。通过实验验证该方法的预测结果与测量结果吻合较好。该方法综合反映了不同切削加工条件的影响,提高了误差模型的鲁棒性,为提高机床加工精度提供了理论依据。     

5轴卧式加工中心回转工作台设计与应用

大型5轴卧式加工中心机床回转工作台是机床在加工过程中驱动工件回转的部件,回转精度及可靠性直接影响机床的整体性能。针对5轴机床在联动切削过程中B轴移动的特点,选用大型可调间隙蜗轮蜗杆进行传动,传动机构配置有减速机构以增加驱动力矩,回转机构通过大型轴向径向组合轴承支撑,通过高精度光栅尺进行位置反馈,得到快速进给5 r/min、定位精度为3″、重复定位精度为1.5″的高精度回转工作台。     

再制造双圆弧齿轮单齿切削机床设计

目前抽油机减速器双圆弧齿轮使用一段时间后会出现单个齿破损或多个齿间隔破损的情况,现有的修复方法效率低。针对这种情况,提出设计一种对修复后的再制造双圆弧齿轮进行再加工的切削机床,验证再制造双圆弧齿轮单齿加工的可行性。结合再制造双圆弧齿轮单齿展成加工理论,对单齿加工机床的刀具运动部件、齿向螺旋进给部件、齿形展成进给部件以及工件运动部件进行设计,最终得到满足加工要求的再制造双圆弧齿轮单齿切削机床。分析再制造双圆弧齿轮单齿加工的误差后,提出一种减小再制造双圆弧齿轮轴向齿距误差的方法。     

高速干式滚齿加工及其关键技术

介绍了干式滚齿的产生和现状;归纳了干切削理论及其研究内容;重点从机床、刀具和工艺3个方面对高速干式滚齿加工的关键技术及其解决方案进行了分析和探索.研究表明:干态高速滚齿的顺利进行,需要在切削理论上的全面突破,以及刀具、机床和工艺技术的综合改进.     

汽车齿轮车削和滚齿复合机床研究

根据汽车行业对高精度齿轮的需求,通过自主创新的途径,重点攻克了车削和滚齿复合机床总体结构、机床数控系统、高速干式滚切工艺系统温度场控制、硬质合金高速干切滚刀等关键技术难题,研发一种汽车齿轮高精度高速车削和滚齿复合机床。机床采用基于运动控制卡的开放式数控系统,采用3种方法减少滚齿加工机床热误差变形,采用三合一组合齿轮加工刀具。将齿轮加工的全部工艺集成在一台机床内,能通过一次装夹完成车削、滚齿和去毛刺加工。由于节省了上下料时间,生产效益得到了很大的提高,实现了齿轮滚切高效、高精度、节能环保加工。     

导丝器对中走丝电火花线切割加工工艺的影响

目前中走丝电火花线切割机床加工过程大多是在上线架与下线架之间放置工件进行加工,而为了获得较高的加工精度和表面粗糙度就要进行多次切割。传统中走丝线切割机床在进行加工时,会由于钼丝抖动对加工工件产生影响。通过对比加装导丝器后进行单次切割和多次切割实验,探究机床加装导丝器后对工件加工的影响,及导丝器进行长时间加工后是否会造成较大磨损导致加工零件尺寸精度出现变化。实验采取单因素变量,脉冲宽度、脉冲间隔、脉宽/脉间、峰值电流和走丝速度等电参数均设置相同。     

数控机床切削力间接测量研究

在数控加工中，切削力的大小直接影响着数控机床的加工精度与效率，因此对切削力的准确测量非常重要。传统利用力传感器直接测量切削力的方法存在许多缺陷，为此提出一种新的间接测量切削力的方法。即通过测量进给伺服电机电流来间接检测切削力。在详细分析了进给电机电流与切削力之间关系的基础上，建立了数学模型并进行了实验验证。实验证明该方法切实可行，具有重要的应用价值。     

基于摆线旋分原理的飞刀加工及其刀具的结构设计

滑块槽和倒锥是汽车同步器齿套的主要部位,由于属于内表面且表面形状略复杂,因此属难加工表面。首先介绍了滑块槽加工的国内外加工现状和基于摆线旋分原理的加工方法,从数学模型上计算了其加工的理论误差。然后建立了切削滑块槽飞刀的数学模型,在拥有自主知识产权的旋分数控机床和市场上通用的可转位刀具基础上设计了加工齿套滑块槽部位的专用刀具。经过实践检验证明该刀具是适用的。