基于斜角切削模型的弧齿锥齿轮加工残余应力仿真分析

作     者：王浩 张丰收 蒋闯 Wang Hao;Zhang Fengshou;Jiang Chuang

作者机构：河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 

出 版 物：《机械传动》 (Journal of Mechanical Transmission)

年 卷 期：2023年第47卷第9期

页      面：96-102页

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家重点专项(J2019-VII-0017-0159) 国家自然科学基金项目(52005157) 博士后基金项目(2021M690051)。 

主　　题：弧齿锥齿轮 斜角切削 残余应力 有限元仿真 

摘      要：针对成形法铣齿加工弧齿锥齿轮大轮,对切削速度、切削深度、进给速度等切削用量对加工表面残余应力的影响规律进行了研究。根据成形法切削加工弧齿锥齿轮的特点,建立斜角切削有限元三维仿真模型,对齿轮的切削加工过程进行模拟分析,运用单因素法分别模拟了切削速度、进给速度、切削深度以及冷却液对工件表面残余应力的影响。由模拟仿真结果得知,弧齿锥齿轮斜角切削已加工表面残余应力沿层深呈“勺形分布且表面为残余拉应力,亚表面为残余压应力,表面切向残余应力大于轴向残余应力;表面残余拉应力会随进给速度和切削速度的增大而增大,残余应力的层深随进给量的增大而加深,切削深度对残余应力的影响不明显;添加冷却液能够降低表面的残余拉应力。研究为弧齿锥齿轮切削加工残余应力分析提供了理论参考。