切削参数对剃齿切削力及齿形中凹误差的影响

将剃齿径向力试验指数公式引入金属切削力理论公式中,建立了剃齿切削力模型,基于单一变量原则定量分析了切削参数对剃齿切削力的影响规律,阐述了基于切削参数的齿形中凹误差形成机理。通过有限元法及试验验证了模型的有效性。结果表明:剃齿切削力与径向进给量和轴向进给量成正相关,与主轴转速成负相关,其中径向进给量对剃齿切削力的影响最大;节圆附近的剃齿切削力达到峰值,表明该位置形成过切,随着误差的复映易形成剃齿齿形中凹误差。

多源耦合剃齿齿形中凹误差的预测模型

为提高剃齿齿形中凹误差的预测能力,以轴向剃齿方法为例,提出多源耦合剃齿齿形中凹误差预测模型。该模型在考虑安装误差的同时,对剃齿重合度和机床运动等因素进行了耦合。为分析安装误差对剃齿加工的影响,首先,建立含有轴交角误差、中心距误差和高速轴同步误差的剃齿分析模型;然后,基于剃削原理将影响剃齿加工的多源因素耦合成啮合点单次切削面积,在遗传算法改进BP神经网络(GA-BP)的基础上建立了剃齿齿形中凹误差预测模型,并揭示了啮合点单次切削面积对齿形中凹误差的影响规律,实现了多因素耦合的齿形中凹误差的定量预测及其机理的研究。实验结果表明:在考虑安装误差的情况下,剃齿啮合点的单次切削面积过大是导致剃齿齿形中凹误差的主要成因。

剃齿过程中重合度对啮合接触特性的影响

剃齿啮合接触特性是影响工件齿轮表面成形质量的核心因素之一。考虑剃齿加工工艺过程,基于啮合原理建立剃齿啮合的数学模型和力学分析模型,提出并利用剃齿啮合接触分析算法,计算得到不同重合度下的剃齿啮合接触特性曲线,应用有限元法验证了剃齿啮合接触分析算法。结果表明:剃齿啮合时,工件齿轮齿面法向接触力的最大值在节圆附近;随着剃齿啮合重合度减小,被剃齿面的法向接触力增大,导致更大的啮入冲击和剃齿齿形"中凹"误差。