高速干式滾齒切削溫度理論及實(shí)驗(yàn)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(diǎn)，正成為各國(guó)研究的熱點(diǎn)。 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(jī)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(kuò)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(chǎng)計(jì)算公式及平均切削溫度計(jì)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(duì)高速干式滾齒的滾刀切削溫度場(chǎng)及高速干式飛刀銑齒的飛刀切削溫度場(chǎng)進(jìn)行了仿真模擬；采用VB6.0、MathCAD2000等軟件系統(tǒng)對(duì)高速干式飛刀銑齒切削溫度理論計(jì)算、高速干式滾齒切削溫度理論計(jì)

3、算、滾刀參數(shù)化設(shè)計(jì)及高速干式飛刀銑齒切削溫度實(shí)驗(yàn)測(cè)量進(jìn)行程序設(shè)計(jì)；通過高速干式飛刀銑齒來模擬高速干式滾齒實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了切削溫度的正交實(shí)驗(yàn)測(cè)量方案，利用自然熱電偶測(cè)量飛刀銑齒的平均切削溫度；結(jié)合理論解析計(jì)算、ANSYS有限元分析、切削溫度實(shí)驗(yàn)測(cè)量及切削溫度能量守恒實(shí)驗(yàn)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(yàn)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(jìn)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(diǎn)的瞬時(shí)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(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果及理論解析結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，驗(yàn)證了切削溫度模型和計(jì)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(jī)理，包括高速干式滾齒切屑的形成機(jī)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(jī)理。 通過本文的研究能夠?yàn)楦咚俑墒綕L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(shí)