采用锥形立铣刀的齿轮切削方法设计与应用

针对现有常用齿轮切削方法在加工不同规格齿轮时存在限制较多的问题,提出一种新的齿轮切削方法。使用锥形立铣刀作为刀具,在齿宽方向上往复运动,并沿着节圆切线方向交替进给来实现切削;通过调整齿轮槽深、刀轨方向和分度角来改变齿轮加工的模数、压力角和齿数,并给出了斜齿轮加工和圆弧齿线齿轮加工的方法。使用五轴加工中心和通用铣床分别进行了实际切削试验。结果表明:五轴加工中心加工出的直齿轮的公法线长度偏差均在10μm以内,具有较高的精度。与常规滚齿机加工相比,通用铣床(连接专用的进给同步装置)加工出的齿轮的齿廓最大误差为0.05 mm。该齿轮切削方法仅需使用一个锥形立铣刀就能够加工各种规格的齿轮,可有效满足定制化的小批量生产需求。     

基于结构参数的齿轮滚削力计算和精度影响研究

通过分析圆柱齿轮的滚切加工过程,获得了每一个刀齿的切屑层状态;根据齿轮和刀具的结构参数,利用单位切削力的计算方法,推导出主切削力的计算公式,得到了切削过程的切削力的变化规律.通过建立滚刀的力学模型,对刀具进行了变形分析,并对变形影响齿轮展成加工精度的程度进行了研究;推导了刀齿发生径向误差和转角误差时被加工齿轮的实际包络方程和产生的齿轮法向误差计算公式;对滚齿机床设计、刀具的设计制造以及齿轮加工过程的进一步研究等方面具有一定的指导意义.     

齿轮模具电火花展成加工研究

从整体上对齿轮模具电火花展成加工方法进行研究,充分利用电火花加工不受工件硬度限制的优点,结合展成法加工齿轮的强制啮合原理,能均化各齿的加工误差,无轴向进给电火花加工所形成的加工锥度。实验证明,加工的齿轮模具完全能满足使用要求。齿轮模具电火花展成加工是齿轮加工方法的一个创新,对齿轮模具制造具有较大的现实意义。     

滚切加工法及中心距误差对圆弧齿轮啮合传动的影响

采用滚切法加工出的圆弧齿轮虽能保证定传动比传动且啮合点不会在齿高方向移动,但啮合点处的压力角会发生变化.现有文献研究中心距误差对圆弧齿轮啮合传动的影响时都是以圆弧齿廓为基础的,这种研究结果并不适用于滚切加工后的圆弧齿轮.本文利用滚切加工后的凸凹两圆弧齿轮齿面方程,对滚切加工法及中心距误差对圆弧齿轮啮合传动的影响做了较为详尽的分析.     

面齿轮车齿加工研究与试验验证

为了实现面齿轮的高精度、高效率加工,研究面齿轮的车齿加工技术。分析面齿轮车齿加工原理,建立刀具数学模型,根据车齿展成原理推导面齿轮的齿面及齿根过渡曲面方程。以配对渐开线圆柱齿轮共轭的面齿轮齿面作为基准齿面,构建车齿齿面的偏差齿面,分析不同刀具螺旋角、齿数和前角对车齿齿面的影响规律。使用YK2260MC数控车齿机床进行车齿加工,使用格里森650GMS齿轮检测中心,进行齿面误差检测。结果表明：左侧齿面和右侧齿面的误差最大分别为14.7、14.1 μm,验证了所提车齿加工数学模型的正确性,为提高面齿轮的加工精度和效率,进一步改进面齿轮车齿工艺提供了参考。     

渐变螺旋角齿轮回转电火花展成加工机床的设计

通过对渐变螺旋角齿轮回转电火花展成加工工艺的分析，提出了对机床成形运动的要求，并对机床机械结构和控制系统的设计进行了详细的描述。     

变双曲圆弧齿线齿轮切削仿真及参数优化

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮（VH-CATT）是一种将圆弧齿线运用于齿轮齿线上的新型齿轮。由于缺少专用的加工机床,导致加工时其切削参数的调整较为复杂。为解决这个问题,根据其啮合原理及加工过程,利用ABAQUS对其切削加工过程进行模拟仿真;利用得到的数据,根据正交试验方法建立切削力的预测模型。利用鲸鱼算法,建立以加工效率与较小切削力为目标的函数优化模型,并通过加权求和法与归一化处理将它转化为单目标函数优化模型,通过鲸鱼算法得到优化后的切削参数。结果表明：所提出的单目标函数优化模型能够很好地对切削参数进行选定优化,以得到更好的加工效果;优化后的切削参数为主轴转速n=189.3 r/min,每齿进给量fz=0.046 mm,切削深度ap=1.89 mm。     

如何成功制造注塑齿轮

注塑齿轮与机加工齿轮相比，除了利用渐开线共轭来传递运动这一点相同外，几乎没有其它共同之处。这两种齿轮具有本质上的区别。机加工齿轮是在为特定加工任务而设计的专用齿轮机床上切削加工至规定尺寸；注塑齿轮则是在齿轮模腔中注塑成形，该模腔通常用线切割放电加工机床（EDMs）加工而成。图1所示为一个注塑齿轮、齿轮模腔和一套注塑工模具。     

基于逆向工程的双圆弧齿轮测量与偏差分析北大核心

为降低抽油机运行维护成本,对抽油机减速器进行再制造,针对减速器中磨损的双圆弧齿轮进行修复。在已有研究的基础上,提出一种基于逆向工程提取齿轮设计参数并对齿轮磨损程度进行分析的方法。使用三维激光扫描技术提取磨损齿轮模型数据,在Geomagic Design X软件中处理齿轮模型,运用面片草图拟合的方法测量齿轮模数,推导出分度圆螺旋角。使用双圆弧轮齿端面齿廓方程,建立双圆弧齿轮精确实体模型。对实际工程中的双圆弧齿轮轴参数进行提取和偏差分析,通过Geomagic Control X将双圆弧齿轮三维模型与扫描模型对齐后分析偏差。结果表明:与手工测量相比,所提方法在保证测量精度的同时降低了测量难度,提高了齿轮测量的效率。     

在普通车床上用数控法加工蜗轮的专机设计

加工蜗轮常在滚齿机上进行 ,但其等分度误差无法消除 ,随着数控技术的不断发展 ,用数控法改装普通机床得到了广泛应用。普通车床经数控改装后 ,不仅提高了机床的自动化程度 ,还扩大了机床加工范围 ,其显著特点之一就是可根据被加工工件的实际情况 ,用展成法加工工件 ,效果十分理想。在普通车床上进行数控法加工蜗轮的专机设计 ,设计量小 ,见效快 ,现介绍如下 :1　蜗轮的加工原理用展成法加工蜗轮 ,其加工原理为 :蜗轮滚刀旋转一转时 ,工件转动一齿 ,同时 ,由滚刀沿工件径向作切入运动 ,切至全齿深并使工件转动一周后即加工成形。由此得出 ,…     

曲线圆柱齿轮专用铣削加工装置设计

曲线圆柱齿轮是一种特种传动装置,其具有重合度大、无轴向力、易加工等特性,论文分析了其展成原理以及其常用的加工方法,并对单面加工和双面加工法两类加工方法进行了对比说明.对利用格里森刀盘加工曲线圆柱齿轮时的几何参数进行探讨.在分析铣削加工曲线圆柱齿轮范成运动的基础上提出了曲线圆柱齿轮专用铣削加工机床的总体设计方案与布局,并对范成加工曲线圆柱齿轮过程中各基本运动的具体实现作了详细的设计.所设计的机床能够实现加工曲线圆柱齿轮所需要的基本运动,具有较好的工程应用价值.     

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。     

钛合金侧铣加工残余应力与变形研究北大核心

为研究加工残余应力对钛合金薄壁结构变形的影响,利用有限元软件建立2D切削模型,分析每齿进给量与刀具刃口半径对加工表面残余应力的影响。利用切削仿真得到的残余应力对薄壁件进行变形仿真分析;分别以每齿进给量0.06、0.08 mm进行闭腔侧铣试验。结果表明:与实测值相比,仿真表面残余应力误差约为20%、最大变形量误差约为12%。所提方法具有一定的可靠性与可行性。     

基于自助法的弧齿锥齿轮齿面修正

为了降低弧齿锥齿轮在批量加工制造中存在的齿面偏差,提出一种基于自助法的弧齿锥齿轮齿面修正方法。以同一批次小样本弧齿锥齿轮作为研究对象,在自助法统计齿面偏差检测数据的基础上,得到大量的齿面偏差数据;利用NURBS曲面拟合方法构建齿面的均值差曲面,将它作为实际加工齿面,建立齿面偏差的数字化预控补偿模型,对它进行优化求解,得到批量齿面数控加工的机床修正参数,然后不断调整机床加工参数,实现齿面的预控修正补偿;最后对修正前、后齿面偏差作对比分析。结果表明：小轮齿面偏差比修正前降低了76.66%,验证了自助法齿面修正理论的有效性,对指导弧齿锥齿轮批量齿面修正提供了理论依据。     

Surface integrity in finish hard turning of case-hardened steels

Highly stressed steel components, e.g., gears and bearing parts, are appropriate applications for hard turning. Therefore, the process effects on significant engineering properties of work materials have to be carefully analyzed. Roughness, residual stresses, and white layers as parts of surface integrity, are functions of the machining parameters and of the cuttability of the cutting edge, i.e. of the tool wear.The aim of this work was to study the influence of feed rate, cutting speed, and tool wear on the effects induced by hard turning on case-hardened 27MnCr5 gear conebrakes and to point out the technical limitations in mass production.     

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.     

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。