錐齒輪高速干切削力學建模及有限元仿真研究.pdf

1、高速干切削技術(shù)以其加工效率高、精度高、耗能少、清潔環(huán)保等諸多優(yōu)點逐漸成為錐齒輪銑齒加工的主要發(fā)展趨勢。與國外成熟的高速干切削技術(shù)相比,國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的研究明顯滯后,特別是在干切削工藝技術(shù)方面亟需展開深入研究以促進國內(nèi)干切削技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。
　　切削力是切削加工過程中一個重要的物理現(xiàn)象,不僅決定了切削過程中切削耗能與工藝系統(tǒng)的變形,同時還與刀具磨損及其壽命、切屑成形、加工質(zhì)量等多方面都有重要聯(lián)系。高速干切削加工的重要特點就是切削力較

2、小,而這對于降低加工耗能、提高加工精度、減少刀具磨損等都有重要的影響。
　　本文在分析傳統(tǒng)錐齒輪雙面盤形銑刀切削大模數(shù)齒輪時頂刃易磨損缺點的基礎(chǔ)上,采用新型錐齒輪盤形銑刀設(shè)計。結(jié)合切削溫度理論、金屬切削原理及錐齒輪加工原理等理論,研究分析了高速干切削條件下剪切區(qū)應(yīng)力、應(yīng)變、應(yīng)變率等問題。通過切削刃微分處理方法推導了錐齒輪高速干切削切削力,剪切區(qū)溫度的計算公式。采用專用金屬切削軟件AdvantEdge FEM對新型刀具的內(nèi)外直線刃刀

3、齒、中刀圓弧刃刀齒在不同切削速度、刃傾角、切深等切削情況進行了模擬仿真研究。結(jié)合理論解析計算、AdvantEdge FEM有限元分析的方法,得到了高速切削銑齒的切削力隨切削速度、進給量、切削深度等切削因素的變化規(guī)律。通過將有限元仿真結(jié)果、理論解析結(jié)果及實驗數(shù)據(jù)進行對比分析,驗證了切削力模型的正確性,揭示了高速干切削的基本機理。
　　通過本文的研究為錐齒輪高速干切削加工技術(shù)提供了理論支持,并對錐齒輪高速干式加工工藝的制定、切削參數(shù)的