【摘要】：小模數(shù)齒輪是精密減速機(jī)的核心零件,但國(guó)內(nèi)的加工設(shè)備精度低而達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。在使用常規(guī)插齒加工工藝加工齒輪的過(guò)程中,切削力的大小和方向不斷變化,使加工過(guò)程產(chǎn)生振動(dòng)從而改變刀具的原始加工位置,降低加工精度。本文針對(duì)該問(wèn)題,通過(guò)對(duì)刀具結(jié)構(gòu)的分析,提出了插齒切削模型與切削力的計(jì)算公式,通過(guò)對(duì)常規(guī)插齒加工工藝過(guò)程的仿真分析,提出了基于恒切削力的插齒機(jī)高效加工新方法,以減少切削力的變化幅度,提升插齒機(jī)的加工效率和加工精度。本文以盤形插齒刀作為插齒加工的刀具,對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,分析了插齒刀的幾何形狀和前刀面與后刀面對(duì)切削刃的影響;通過(guò)計(jì)算切削刃上各點(diǎn)的螺旋角進(jìn)而推導(dǎo)出其在插齒刀端面的極坐標(biāo)方程;在直角坐標(biāo)系下,根據(jù)推導(dǎo)出的齒形角修正公式,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)插齒刀的切削刃在端面上的廓形進(jìn)行了精確建模;對(duì)插齒加工過(guò)程中的根切條件進(jìn)行了計(jì)算,得到不發(fā)生根切的最小齒數(shù)。以切屑變形理論為基礎(chǔ),分析切削力的產(chǎn)生原因和主要來(lái)源,推導(dǎo)了直角自由切削狀態(tài)下的切削力計(jì)算公式,并在此基礎(chǔ)上結(jié)合對(duì)插齒刀結(jié)構(gòu)的分析作出了假設(shè),提出了插齒加工過(guò)程的切削模型,分析了加工過(guò)程中剪切面的幾何形狀,并推導(dǎo)了插齒切削過(guò)程中切削力的計(jì)算公式,通過(guò)最小二乘法對(duì)實(shí)際插齒加工試驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,驗(yàn)證了切削模型和切削力的計(jì)算公式,切削力擬合的平均誤差在8%~12%之間。通過(guò)對(duì)數(shù)控插齒機(jī)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程和加工參數(shù)進(jìn)行分析,建立了插齒加工過(guò)程的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,對(duì)插齒刀單個(gè)齒的切削過(guò)程進(jìn)行模擬仿真,并對(duì)切削面積和切屑形狀的變化規(guī)律進(jìn)行分析;通過(guò)對(duì)常規(guī)插齒加工工藝參數(shù)進(jìn)行分析,調(diào)整切削面積的計(jì)算流程,通過(guò)模擬仿真得到了常規(guī)加工工藝切削面積的變化規(guī)律建立了其與運(yùn)動(dòng)過(guò)程的聯(lián)系并提出了插齒加工過(guò)程中的恒切削力加工工藝算法。通過(guò)實(shí)際的插齒加工試驗(yàn),使用未改進(jìn)前的常規(guī)插齒加工工藝時(shí),粗加工切削力變化幅度高達(dá)80%,精加工切削力變化幅度高達(dá)40%,而使用恒切削力加工工藝時(shí),粗加工切削力變化幅度在15%以內(nèi),并且加工效率提高14%,精加工切削力變化幅度在18%以內(nèi),單個(gè)齒距誤差精度等級(jí)從6級(jí)提高到5級(jí),齒距累計(jì)誤差精度等級(jí)從5級(jí)提高到4級(jí),徑向跳動(dòng)誤差精度等級(jí)從7級(jí)提高到6級(jí)。
【圖文】：

其基本結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-1（b）所示。(a) (b)圖 2-1 插齒刀結(jié)構(gòu)示意圖由于盤形插齒刀的幾何形狀與標(biāo)準(zhǔn)直齒輪相似，，因此選取插齒刀上的一個(gè)齒來(lái)進(jìn)一步分析插齒刀的幾何形狀并對(duì)其在插齒刀端面的廓形進(jìn)行建模。

插齒切削模型
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH132.46;TG61

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1 楊卓e

本文編號(hào)：2591518