圆柱齿轮剐齿切削力计算方法研究

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剐齿技术作为全新的齿轮加工技术,受到业界广泛关注。目前,虽然围绕该项技术展开的包括机床设计、刀具设计等方面的研究与试验,均已取得阶段性成果,但是剐齿加工切削机理研究滞后于应用研究的现状已经阻碍了剐齿技术的大面积推广和应用,因此,剐齿技术切削机理的研究显得尤为迫切。鉴于此,本文对圆柱齿轮剐齿加工切削力的计算方法进行了深入研究。本文从剐齿加工中刀具单齿切削过程出发,结合剐齿切削过程中参与切削的切削刃时刻发生变化的特殊性,提出分段计算剐齿刀单齿切入刃、顶刃、切出刃三部分上的切削力。针对分段切削力的计算,提出微段刃的概念。在此基础上,利用斜角切削力计算方法,建立微段刃切削力模型。对微段刃切削力模型进行分析,给出该模型中包含的剪切角、流屑角、切削速度、等效截面前角、刃倾角、摩擦角、切削层厚度七个参数的计算方法。依据矢量计算法则和微段刃切削力数学模型,计算剐齿单齿切削力。在此基础上,分析剐齿加工过程中多个齿同时参与切削的情况,计算同一时刻参与切削的刀齿总数,对每一个刀齿的切削力进行矢量求和,得到剐齿加工总切削力。最后,通过具体的切削力计算实例来验证本文提出的剐齿加工切削力计算方法的可行性和正确性。
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