高速干切齿轮滚刀几何设计准则及参数化建模方法-论文.pdf

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1、2014年第48卷No．865高速干切齿轮滚刀几何设计准则及参数化建模方法张成龙，曹华军，沈宏，戴新。，李智勇重庆大学机械传动国家重点实验室；重庆工具厂有限责任公司摘要：根据高速干式滚齿相对于传统滚齿加工方式的特点，以及高速干式滚齿应实现的目标，进行了高速干切齿轮滚刀应具备的特点分析，提出了高速干切齿轮滚刀几何设计准则。对高速干切齿轮滚刀的参数化建模进行了研究，设计了一种新的高速干切齿轮滚刀计算机辅助设计方案。提出新的滚刀三维建模方法，通过生成二维设计图对高速干切齿轮滚刀的设计进行仿真验证。关键词：高速干切滚齿；高速干切齿轮滚刀；滚刀设计；设

2、计准则中图分类号：TG702文献标志码：AHighSpeedDryCuttingGearI10bGeometricDesignCriterionsandParametricModelingMethodZhangChenglong，CaoFluajun，ShenHong，DaiXin，LiZhiyongAbstract：Acroddingtothefeatureofhighspeeddryhobbingasdistinguishedfromtraditionalhobbing，thispaperan—alyzedthecharacteristi

3、csthathighspeeddrycuttinggearhob(HSDC—GearHob)shouldhave，andpresentedHSDC—GearHobgeometricdesigncriterions．AnewprogrammeofCADofHSDC—GearHobisdesigned．Onthebasisofstud—yingtheparametricmodelingofHSDC～GearHob，anew3Dmodelingmathodofhobissuggestedand2Ddrawingcouldbegenerated．Th

4、ecuttingsimulationresultoftheSHDC—GearHobdesignedshowsiteffectiveness．Keywords：highspeeddryhobbing；highspeeddrycuttinggearhob；hobdesign；designcrirerions；刀的性能优点也进行了论述，并对材料的选择、涂层1引言以及结构设计特点进行了阐述。并指出高速干切滚滚齿是齿轮加工的一种重要方式。随着现代化齿与传统湿切相比，由于滚切速度的提高和无切削工业的发展，高速干切技术在滚齿领域也取得了巨油的使用，对滚刀提

5、出了更高的要求：耐高温、耐磨大的进展，并得到了大力推广。高速干切滚齿技术损、具有高的强度和韧性。同时，为了达到要求，需成为齿轮加工发展的一种趋势。要对机床做一定的改进之外，对滚刀的结构也要进到目前为止，国际著名的滚齿机供应商在高速行优化设计。干切齿轮滚刀方面的研究已经相对成熟。国内高速2高速干切滚刀几何设计目标及准则干切齿轮滚刀的发展状况不容乐观，国内许多刀具生产厂家已经对高速干切滚刀进行了相关设计、生2-1高速干切滚刀的几何结构设计目标产，并投入使用，但是由于种种原因始终得不到大范(1)高的加工效率围推广，与国外进口刀具相比仍然处于劣势。在

6、国高速干切滚齿技术与传统滚齿技术相比很重要内市场中，国产高速干切滚刀占有量不到30％，而的一点便是体现在齿轮加工的高速高效性上。单件进口高速干切滚刀则占70％以上。因此，对高速干齿轮的滚齿工艺时间为切滚刀进行深入的研究具有重要的现实意义。(B+E+A)叮rZI口(B+E+A)，1、—]r一—]面一国内一些研究人员对高速干切滚刀设计也做过式中，为加工时间(min)，B为齿轮的厚度(mm)，相关研究。郭茜⋯等以高速干切滚刀为研究对象，E为滚刀进给长度(mm)，A为滚刀超越行程(mm)，以最高生产效率为目标，建立了机床、刀具、加工工F为进给速度(r

7、am／rain)，Z为工件齿数，D为滚刀艺等多种因素为约束条件的滚刀结构参数及切削用直径(mm)，为切削速度(m／min)，f为进给量量优化的数学模型。通过计算，可确定最佳滚刀结(ram／r)，z为滚刀头数。构参数以及切削用量。贾立对高速干切齿轮滚传统湿切加工的切削速度一般在20—50m／min，而高速干切的切削速度会达到200m／min及以基金项目：国家高技术研究发展计划(2012AA040107)收稿日期：2013年12月上，加工效率提高数倍。目前最高滚齿切削速度已工具技术能达到650m／rainJ。高速干切滚刀应从结构设计短而厚，这有利

8、于提高滚刀的寿命。上进行优化以满足滚齿的高速性。(2)增加滚刀的轴向长度(2)高的滚刀寿命在增加了高速干切滚刀的长度之后，在一次刃在高速高温的切削环境下，对滚刀的耐