车齿工艺切削温度预测与工艺参数优化

车齿工艺具有加工效率高、适用齿轮类型广等优点,近年来受到越来越多的关注。车齿加工切削温度预测与工艺参数优化对提高刀具寿命、改善加工质量、降低残余应力等具有重要意义。首先,根据车齿工艺运动学原理,构建了车齿刀具和齿轮工件的实体模型,基于Deform有限元仿真获得单刀齿切削过程的前刀面温度云图;其次,针对切削速度、进给量和刀具与工件轴交角等工艺参数对前刀面最高温度的影响,采用响应曲面法建立了多元参数作用下的切削温度预测模型;最后,提出了以切削温度约束下加工效率最高为目标的工艺参数优化方法,并结合3组工艺参数优化实例,对比了最优参数下切削温度的预测值和仿真结果之间的误差,验证了所提出预测优化模型的有效性。结果表明,单参数下,轴交角对切削温度影响最大;多元参数下,切削速度-轴交角对切削温度影响最大;并且,优化后的预测值与仿真结果误差在合理范围内。研究结果为提高车齿工艺加工质量与刀具寿命等提供了方法支撑。

车齿工艺主切削力预测与工艺参数优化

以车齿工艺为研究对象,研究其切削力的变化规律,并对切削力进行预测优化,提出一种优化工艺的参数控制方法。首先,根据车齿工艺运动学原理,建立了工件齿轮和车齿刀具实体模型,通过仿真实验得到了单刀齿切削过程中切削力的响应数据;其次,采用响应曲面法建立了主切削力预测模型,并分析了切削速度、进给量和刀具与工件间轴交角三项工艺参数对主切削力的影响规律;最后,以主切削力为约束条件,以最高加工效率为目标,基于遗传算法对工艺参数进行优化。结果表明:对主切削力影响最大的单工艺参数与多元工艺参数分别为进给量与进给量–轴交角,并且优化预测值与仿真结果之间误差在合理范围内,验证了预测模型的有效性。研究方法与结果为提高车齿工艺加工质量与刀具寿命等提供了重要参考。