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机械传动 2018年第1期42卷 73-77页

作者：夏玉王时龙王双不重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

滚齿加工过程中的时变切削力会引起颤振,影响加工质量和工件精度。为了分析滚刀-工件系统的振动特性,根据金属切削理论,提出了考虑单刀齿和双刀齿切削的时变切削力计算方法。同时,建立了4自由度滚刀-工件的滚齿振动动力学模型,获得了不... 详细信息

滚齿加工过程中的时变切削力会引起颤振,影响加工质量和工件精度。为了分析滚刀-工件系统的振动特性,根据金属切削理论,提出了考虑单刀齿和双刀齿切削的时变切削力计算方法。同时,建立了4自由度滚刀-工件的滚齿振动动力学模型,获得了不同转速工况对系统振动特性的影响,并进行了滚削振动测试实验;通过对现场实验数据与理论计算结果对比分析,验证了动力学模型的正确性。研究结果表明,新的计算方法能够准确计算滚刀和工件的振动特性,可为研究切削颤振机理和加工系统状态监测提供依据。

关键词：时变切削力滚齿加工双刀齿切削动力学模型

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干切滚齿振动动力学建模及对精度影响分析

干切滚齿振动动力学建模及对精度影响分析

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作者：夏玉重庆大学

学位级别：硕士

干切滚齿是利用展成法加工齿轮的一种制齿方法,由于高效环保,通用性广,且具有较高加工精度,是目前最常用的齿轮加工方法。齿轮加工中,机床的动静态特性对加工质量和工件精度有很大影响,滚齿产生的时变切削力是迫使机床振动的重要因素。... 详细信息

干切滚齿是利用展成法加工齿轮的一种制齿方法,由于高效环保,通用性广,且具有较高加工精度,是目前最常用的齿轮加工方法。齿轮加工中,机床的动静态特性对加工质量和工件精度有很大影响,滚齿产生的时变切削力是迫使机床振动的重要因素。时变切削力是指在切削过程中因切削厚度变化效应产生的动态切削力,会激起切削系统的自激振动,导致金属切削过程发生颤振。颤振会影响切削用量,降低工件的表面质量,导致齿轮加工不合格。因此,准确的时变切削力计算方法和滚刀-工件系统的动力学模型,对研究切削颤振机理和监测加工系统状态具有重要的理论和工程应用价值。本课题针对滚刀-工件系统,提出了考虑多刀齿切削的时变切削力计算方法,建立了4自由度滚刀-工件的滚齿切削振动动力学模型,分析了不同切削用量对系统振动特性的影响,进行了滚齿振动测试实验,并对比分析了实验测试数据与理论计算结果。论文主要研究内容如下:(1)根据滚齿切削机理和金属切削理论,定义了切削过程的非稳态阶段和近似稳态阶段,考虑了时变切削厚度、单刀齿和双刀齿切削过程,提出了时变切削力的计算方法,分析了切削用量对时变切削力的影响规律,获得了在不同转速、进给量和背吃刀量下的切削力。(2)建立了滚刀-齿轮工件系统的4自由度动力学模型,分析了滚齿过程的动态响应以及振动对加工精度的影响,研究了不同转速、进给量和背吃刀量对系统动态响应的影响规律。(3)针对干式滚齿机床,采用加速度传感器和LMS信号采集系统,测试了不同转速、不同进给量以及不同背吃刀量等切削用量的对工件和刀具振动加速度的影响,在频域和时域对比分析了理论和实验结果,并通过齿轮测量中心探究了切削用量对齿廓误差的影响。

关键词：干切滚齿时变切削力多刀齿切削动力学模型

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