凸曲面硬質(zhì)合金插齒刀制造技術(shù)研究.pdf

1、插齒是齒輪加工的重要方法，新構(gòu)形凸曲前刀面插齒刀的應(yīng)用可有效提高刀具的使用壽命及齒輪的加工精度，本文對凸曲前刀面插齒刀的精密制造技術(shù)進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)研制了專用的磨削機(jī)床，并進(jìn)行了插齒刀凸曲面磨削加工實(shí)驗(yàn)及插齒實(shí)驗(yàn)。
　　文中運(yùn)用空間曲面族的包絡(luò)理論對插齒刀前刀面的構(gòu)形進(jìn)行了分析，對插齒刀前刀面的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了分析，建立了插齒刀凸曲前刀面加工坐標(biāo)系。根據(jù)插齒刀的構(gòu)形特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了驗(yàn)證插齒刀凸曲前刀面加工方法實(shí)驗(yàn)方案，通過兩種針對不同材

2、料、不同工藝參數(shù)的切削實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明三軸伺服控制、其中兩軸聯(lián)動控制的機(jī)床能夠滿足加工需求。在驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了插齒刀凸曲前刀面加工機(jī)床的總體方案，對各組成部分進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，對砂輪軸在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)角設(shè)計(jì)了專門的機(jī)械結(jié)構(gòu)加以調(diào)整。采用有限元方法對整機(jī)的模態(tài)進(jìn)行了分析，并根據(jù)分析結(jié)果對機(jī)床結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行了完善，裝配后的機(jī)床進(jìn)行了各軸定位精度、重復(fù)定位精度、各軸之間的位置精度及主軸回轉(zhuǎn)跳動精度的檢測，檢測結(jié)果表明機(jī)床的精度能夠

3、滿足加工需求。
　　采用實(shí)驗(yàn)分析方法對凸曲面加工機(jī)床的主軸及砂輪軸進(jìn)行了模態(tài)測試，實(shí)驗(yàn)運(yùn)用瞬態(tài)分析方法，采用力錘激勵，通過對砂輪軸及主軸進(jìn)行激勵測量，得出了力錘激勵信號及加速度響應(yīng)信號，并進(jìn)行了傳函分析，根據(jù)傳函分析的結(jié)果，進(jìn)行了模態(tài)分析和擬合，得到了主軸及砂輪軸的模態(tài)參數(shù)。
　　針對插齒刀自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及所設(shè)計(jì)機(jī)床的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了插齒刀磨削加工砂輪初始位置檢測方法，采用激光傳感器設(shè)計(jì)開發(fā)了對刀裝置，通過對刀裝置的使用，結(jié)合機(jī)

4、床數(shù)控系統(tǒng)伺服主軸的角度控制，實(shí)現(xiàn)插齒刀磨削加工砂輪初始位置的精確定位，提高了插齒刀凸曲前刀面的制造精度。在DELPHI開發(fā)平臺上，設(shè)計(jì)開發(fā)了用于插齒刀凸曲前刀面加工的NC程序自動生成系統(tǒng)。
　　通過設(shè)置不同的磨削工藝參數(shù)，對插齒刀凸曲前刀面進(jìn)行了加工實(shí)驗(yàn)，得到了磨削參數(shù)對表面粗糙度的影響規(guī)律，結(jié)果表明砂輪轉(zhuǎn)速為4500r/min、磨削進(jìn)給速度在10m/min～15mm/min范圍區(qū)間時(shí)，能得到較理想的表面質(zhì)量。應(yīng)用磨削后的插齒刀