高速干式滾齒切削溫度理論及實驗研究.pdf

1、高速干式滾齒加工是近年來發(fā)展的一種全新高效率的綠色齒輪制造技術(shù)，它克服了傳統(tǒng)齒輪加工生產(chǎn)效率低下、生產(chǎn)成本高、污染環(huán)境及危害工人身體健康等缺點，正成為各國研究的熱點。 在高速干式滾齒研究領(lǐng)域，切削溫度的研究是至關(guān)重要的，它與切削機理密切相關(guān)。在斷續(xù)切削的高速干式滾齒加工過程中，刀具受到周期性的熱沖擊，使?jié)L刀齒產(chǎn)生熱裂紋導(dǎo)致破損；此外刀齒切削過程中的粘著、擴散和氧化等現(xiàn)象都與切削溫度有直接關(guān)系；切削溫度還直接影響積屑瘤的形成、工件

2、加工精度及刀具使用壽命等。 論文基于傳熱學(xué)理論、金屬切削原理及滾齒加工原理等理論，推導(dǎo)了高速干式滾齒、高速干式飛刀銑齒的多因素切削溫度場計算公式及平均切削溫度計算公式，建立了高速干式滾齒、高速干式飛刀銑齒的切削溫度數(shù)學(xué)模型；采用ANSYS軟件對高速干式滾齒的滾刀切削溫度場及高速干式飛刀銑齒的飛刀切削溫度場進行了仿真模擬；采用VB6.0、MathCAD2000等軟件系統(tǒng)對高速干式飛刀銑齒切削溫度理論計算、高速干式滾齒切削溫度理論計

3、算、滾刀參數(shù)化設(shè)計及高速干式飛刀銑齒切削溫度實驗測量進行程序設(shè)計；通過高速干式飛刀銑齒來模擬高速干式滾齒實驗，設(shè)計了切削溫度的正交實驗測量方案，利用自然熱電偶測量飛刀銑齒的平均切削溫度；結(jié)合理論解析計算、ANSYS有限元分析、切削溫度實驗測量及切削溫度能量守恒實驗數(shù)據(jù)處理四種方法，分別獲得了平均切削溫度的經(jīng)驗公式，得到了高速干式飛刀銑齒的平均切削溫度隨切削速度、進給量、切削深度及其它切削因素的變化規(guī)律，通過切削溫度理論解析還獲得了高速干

4、式滾齒的平均切削溫度及滾刀齒上任意參考點的瞬時切削溫度隨上述切削因素的變化規(guī)律，將有限元仿真結(jié)果、實驗測量結(jié)果及理論解析結(jié)果進行了對比分析，驗證了切削溫度模型和計算方法的正確性；通過綜合分析最后探討高速干式滾齒的切削機理，包括高速干式滾齒切屑的形成機理、工件材料受熱聚積的軟化效應(yīng)、滾刀齒受熱的隨散效應(yīng)、高速干式滾齒的切削溫度控制策略及刀具的磨損機理。 通過本文的研究能夠為高速干式滾齒加工技術(shù)提供理論支持及高速干式滾齒切削溫度的實