超聲珩齒加工機理及相關實驗研究.pdf

1、齒輪產品是機械行業(yè)的關鍵基礎件，在國民經濟各行各業(yè)中起著舉足輕重的作用。因此，齒輪制造工藝是機械制造科學的重點研究方向。珩齒是齒輪精密加工方法之一，具有效率高、成本低、加工后齒面質量好、齒面紋理好等優(yōu)點。但是，該加工方法還存在著諸如磨粒受力大，珩輪堵塞等弊端。而超聲輔助珩齒可以克服上述的弊端。通過對超聲珩齒機理的研究，可揭示超聲珩齒切削過程，提高加工質量提供理論依據。
　　為此，本文通過建立空間輔助坐標系和坐標變換，推導了珩齒過程

2、中珩磨輪為斜齒輪、被珩齒輪為直齒輪情況下的齒面方程及法矢方程;并對該情況下的相對滑移速度和法向齒廓滑移速度就行了分析，為齒面劃痕軌跡提供了解釋。
　　對工件的瞬時接觸弧長、磨粒的最大切削深度等進行了推導，并且分析了它們對珩齒工藝效果造成的影響。研究表明:珩齒時應采用大的珩削速度和小的進給量，以達到提高加工質量、增加珩輪壽命的目的。從單個磨粒及總磨粒數，平均切削斷面積和粗略計算三個角度解析了珩削力:適當減小切削深度和增大珩削速度，珩

3、削速度方向分力就會較小。接觸點法向分力與動力相關度不大，但其大小是切削速度方向分力的兩倍多，該分力與珩輪軸的撓度、工件的切削殘留量等剛性問題及加工精度問題有關。特別是當珩輪表面鈍化及堵塞時，該力就會變得更大。軸向進給分力與進給量成比例，與前兩個分力相比是相當小的。就單一磨粒來講，這個分力很大，但每個磨粒具有隨機分布的正負傾斜角，所以各個分力相互抵消，總的該力就相對較小。
　　闡述了超聲珩齒的基本原理并對磨粒在齒面上的劃痕進行了分析

4、。建立了超聲珩齒的脈沖珩削力模型，通過該模型對超聲珩齒工藝參數的影響的分析找到了平均切削抗力降低、加工精度提高及表面粗糙度減小的原因。定性地總結了普通珩齒磨屑及超聲珩齒時磨屑形成的機理。珩齒時磨料相對于齒面是曲線運動，接觸點的擠壓、摩擦方向也會不斷的變化，這將有利于切削液進入磨削加工區(qū)，并對該加工區(qū)進行潤滑從而降低珩磨力，減少了珩輪的磨損，進而能夠增加珩齒磨削速度，提高材料去除率。
　　超聲珩齒時的振動加劇了磨料對切屑的沖擊，使其

5、提前脫落下來，這樣可以加大磨削深度，提高材料去除率。磨粒的曲線振動相當于延長了單位時間內磨粒的工作行程相當于提高了磨削速度，提高了材料去除率。
　　本文推導了圓錐型和復合型變幅器的頻率方程，并在Matlab中編程對變幅器中未知長度進行計算。然后在Solidworks2011和Pro/E5.0軟件中對兩種變幅器建立三維模型，并且應用ANSYS對其進行模態(tài)分析。結果表明:隨著齒輪孔徑比的增大，變幅器的諧振頻率逐漸減小。當孔徑比達到0.

6、2及以上時，變幅器的振動頻率明顯減小甚至振動頻率不存在;同時相對偏差也在逐漸減小。這對齒輪工藝孔的選擇有一定的參考價值。
　　在Y4650珩齒機上完成了縱彎諧振珩齒與普通珩齒的實驗，通過測量并對結果進行分析可知:普通珩齒公法線長度平均值變化量為0.019mm，而超聲珩齒的公法線長度平均變化量為0.030mm;普通珩齒粗糙度值平均值變化量為0.135μm，而超聲珩齒的粗糙度值平均變化量為0.329μm;齒面宏觀照片顯示超聲珩齒明顯優(yōu)