精密成形铣齿主支撑位置切削力信号分析.pdf

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1、第3期组合机床与自动化加工技术NO．32014年3月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueMar．2014文章编号：1001—2265(2014)03—0020—06D0I：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．03．006精密成形铣齿主支撑位置切削力信号分析米邵杉，洪荣晶，张金，王超(南京工业大学机械与动力工程学院，南京210009)摘要：文章以精密成形铣齿加工过程中切削力为研究对象，采用频谱分析方法分析了不同切削参数下的切削力信号，并以切削力信号的均值与最大最小值的比值对盘铣刀进行了评价。分析结果表

2、明其加工过程中频率主要集中在lOOHz以下的低频段，特征频率与主轴转速和刀齿组数相关，加工过程中切削力大小随着切削齿高和进给速度的增加而增加，随着主轴转速的增加而减小；轴向力和进给力即主切削力之间的比例系数约为0．7，不同于传统的车削、铣削。关键词：切削力信号；成形铣齿；盘铣刀中图分类号：TH122；TG547文献标识码：AAnalysisofCuttingForceSignalsofPrecisionGearMillingonMainSupportingPositionSHAOShan，HONGRong-jing，ZHANGJin，WANGChao(SchoolofMechani

3、calandPowerEngineering，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China)Abstract：Thispaperbasedonthecuttingforceoftheprecisiongearmillingastheobjectofstudyinmachi—ningprocess，utilizedthespectralanalysismethodtoanalyzethecuttingforcesignalsunderdifferentcuttingparameters．Byaratiobetweentheaver

4、agevalueandthemaximumandminimumvalueoftheforcesignalstoestimatetheperformanceofthecutter．Theresultshowedthatthecuttingforcesignalsaremainlyinthelowfrequencybandbelow100Hz，andthecutterrotationspeedandcutterteethnumbershasgreateffectonthevalueofthecharacteristicfrequency．Inaddition，thecuttingfor

5、ceincreasedwiththeincreasingofthecuttingtoothdepthaswellasfeedrate，whereas，decreasedwiththeincreasingofthecu~errotationspeed．Andwefoundaproportionalcoeficient(around0．7)betweentheaxialforceandfeedforce，whichislargelydifferentfromthetraditionaltumingandmillingcoeficient．Keywords：cuttingforcesig

6、nals；gearmilling；disccutter定着加工精度和表面质量。相对稳定的切削力对0引言于降低刀具的磨损及提高加工零件表面质量非常重上世纪90年代，国际上齿轮加工设备著名企业，要圳。为了获得切削力信号，有电流法，变形法等手GLEASON—Pfaufer，Liebhe~，ToshibaMachine，Niles等段。切削力传感器的灵敏度可以做得较高以感知切削进行了相关研究与开发，推出了铣齿类相关产品。数力的微小变化获得瞬时切削力数据，通过监测切削力控精密成形铣齿机配置有盘铣刀进行铣齿加工，属于信号的幅值及其变化来监控切削过程“。基于Kis—一种近年来逐渐推广的高效加工工

7、艺方法，该铣齿机tier9255B切削力精确测量系统对精密成形铣齿切削床的加工对象是一些使用在大型机械(如风力发电设力进行分析，采用功率谱分析法对动态信号进行处理。备，建筑机械，港口机械)的大模数齿轮，可以提高加1精密成形铣齿切削力模型分析工效率3—6倍¨引。而切削力是加工过程中刀具为克服对工件和切屑的挤压和摩擦而产生的力，是将机床、精密成形铣齿工艺系统一般包括机床、刀具、工刀具、工件和夹具联系起来的最直接的纽带和评价依件、夹具四个部分。精密成形盘铣刀(以下简称盘铣据