航空弧齿锥齿轮光整加工理论分析及实验研究

滚磨光整加工是一种新型的微加工技术,能够去除材料表面的痕迹,降低齿面粗糙度,降低齿轮的啮合噪声。采用平行主轴式滚磨光整工艺对某航空弧齿锥齿轮进行光整加工实验研究,阐述了该光整工艺的加工机理,研究了光整磨料与齿轮表面间的相对运动情况;根据齿轮外圆处磨料的切削公式,分析了各因素的影响规律。结果表明,该滚磨光整加工工艺可以显著降低弧齿锥齿轮表面粗糙度,锥轴齿面粗糙度Ra值从0.8μm降至0.4μm左右,锥盘粗糙度值Ra从0.8μm降至0.3μm左右,齿面纹理的一致性明显提高。为后续分析弧齿锥齿轮的振动和噪声特性奠定了基础。     

脉冲电化学齿轮齿面光整加工实验研究

将脉冲电化学加工原理应用于齿轮齿面光整加工，建立了移动式成形阴极脉冲电化学齿面光整加工实验装置；研究了工作电流密度、阴极移动速度、扫描次数、电解液流速等工艺参量对加工质量及效率的影响，获得了较优的工艺参数；以模数为3mm、齿数为33的直齿圆柱齿轮为实例进行了光整加工实验研究。结果表明，该工艺不仅能在短时间内将齿面粗糙度大幅度降低，而且能显著增加齿面的光亮性。     

YM7132A型精密锥面砂轮磨齿机

YM7132A锥面砂轮型磨齿机是按范成法加工齿轮的。范成运动由滚圆盘相对钢带作纯滚动来实现。砂轮作为假想齿条与被加工齿轮(和滚圆盘同轴线固定)相啮合磨削出渐开线齿面。 YM7182A磨齿机可用来磨削中、小规格的渐开线圆柱齿轮,特别是齿形和齿向有修形要求的齿轮。齿轮精度可达到JB179-83标准所确定的4级精度,齿面粗糙度达Ra0.40μm。     

脉冲电化学光整加工技术的应用研究

用中性电解液进行脉冲电化学光整加工可获得良好的表面质量,探讨了加工原理和优点,并通过传统光整加工难以加工的应用案例如光亮刻字、深小孔、型面和齿轮齿面等来证明加工效果.结果表明,脉冲电化学光整加工能在数秒钟将表面粗糙度Ra0.4～1.6 μm减小到Ra0.02～0.1 μm.由此可见,该技术将会在现代制造业中发挥更大的作用.     

航空齿轮主轴式滚磨光整表面完整性试验研究

采用主轴式滚磨光整工艺对14CrMnSiNi2MoA航空圆柱直齿轮进行光整加工试验,对航空齿轮滚磨光整前后的表面形貌、残余应力、显微硬度、微观组织等进行了系统研究。结果表明,对磨削后的航空齿轮进行滚磨光整,可以显著改善齿轮表面完整性;滚磨后齿面粗糙度可以降低到0.2μm以下,齿面平均残余压应力可以提高约45%,提高了齿面硬度;滚磨前后齿面粗糙度与残余应力分布表明,主轴式滚磨齿面残余压应力增加量和粗糙度降低量呈现为从齿根往齿顶逐渐升高。试验结果为齿轮滚磨光整工艺参数制定提供了理论依据。     

面齿轮蜗杆砂轮的成形修整工艺误差建模及补偿方法

蜗杆砂轮磨削是面齿轮的精加工工艺,蜗杆砂轮修整精度直接影响面齿轮磨削精度。本文分析了修整工艺误差对磨削齿面误差的影响规律,并提出了一种面齿轮蜗杆砂轮的成形修整工艺误差建模及补偿方法。首先,建立面齿轮蜗杆砂轮的数学模型,分析面齿轮蜗杆砂轮的成形修整原理,提出利用圆柱齿轮磨齿机的多轴耦合联动实现面齿轮蜗杆砂轮的成形修整。其次,将修整工艺误差分为轴向位置和径向位置误差,分析轴向位置和径向位置误差对磨削齿面误差的影响规律,提出成形修整工艺误差的补偿方法。最后,进行蜗杆砂轮补偿修整、面齿轮磨削加工及测量实验,实验表明：左齿面齿形误差由补偿前51.9μm到补偿后7.9μm,右齿面齿形误差由补偿前35.3μm到补偿后17.6μm,验证了误差补偿方法的有效性。     

齿面微观几何形貌对齿轮啮合振动影响的研究

为探讨齿面微观几何形貌对齿轮啮合振动特性的影响,基于真实齿面的统计特性,借助分形几何理论以及Herz公式,建立了基于真实齿面微观几何形貌的法向接触阻尼的近似数学模型。在此基础上,对比磨削加工和电化学光整加工所得齿面微观几何轮廓的分形参数,分析了加工方法对齿面法向接触阻尼特性的影响,并进一步研究了齿面法向接触阻尼对齿轮啮合振动特性的影响。结果表明:齿面微观几何形貌影响齿轮的啮合振动;加工方法影响齿面法向接触阻尼的变化率;与磨削加工相比,电化学光整加工齿面的法向接触阻尼更大,可减小齿轮啮合振动,有助于提高振动的稳定性。     

内齿轮滚刀

用滚刀加工圆柱齿轮是齿轮齿形加工中常用的方法。一般地说,滚齿的生产率比插齿高,并能达到一定的精度及粗糙度。近年来,由于刀具结构的改进及优质高速钢、硬质合金材料用于滚刀,中硬齿面齿轮、硬齿面齿轮齿形的最后精加工,也可以用滚刀加工。而内齿轮的加工,目前仍沿用插齿和成形片铣刀铣齿的传统方法。内齿轮的滚齿加工国内外仍处于试验阶段。现在试用的内齿轮滚刀有以下两种:     

电化学磁粒光整加工实验

从电化学磁粒光整加工对材料去除量和表面粗糙度影响规律的实验结果表明,由于磁粒加工过程中不断地去除钝化膜,使表面露出的新基体,从而进一步加速了电化学过程,实现表面整平,磁粒光整加工和电化学过程的复合,使光整加工效率和表面质量得到提高。     

负变位剃齿刀的应用

由于剃齿加工的生产效率高,成本低,所以被广泛地应用于淬火前的齿轮精加工。我厂对于中小规格的齿轮,在生产中也采用滚剃工艺来提高齿轮的加工精度。剃齿可加工内、外齿的正、斜齿轮、台肩齿轮、鼓形齿轮和小锥度齿轮。剃齿后的齿面粗糙度可达到Rα1.6～0.4。剃齿能提高齿形、齿距、齿圈径向跳功等项精度。但是运用标准剃齿刀所得的齿形往往不是标准渐开     

齿轮表面质量对其使用性能和寿命影响的研究

提出齿轮的表面质量对其使用性能和寿命有着极为重要的影响 ,并详细论述了脉冲电化学机械齿轮光整工艺 ,及其加工后的齿轮的表面质量特性。实验及应用结果证明 :齿面光整加工后 ,寿命大幅度提高 ,噪音大幅度降低。     

Surface finishing method for tooth flank of heat-treated surface-hardened small gears using a gear-shaped tool composed of alumina-fiber-reinforced plastic

High-accuracy gears are necessary to ensure the strength and silence of compact geared motors. Heat-treated surface-hardened small gears are employed in the reducer of a compact geared motor. The heat treatment causes distortion, which deteriorates the gear accuracy. To remove this distortion, surface-hardened small gears are rehobbed with a carbide hob. The rehobbing makes a tool mark on the gear tooth surface. This tool mark leads not only to strength deterioration of the tooth surface, but also vibration and noise. Therefore, a surface finishing method that eliminates the tool mark is required. However, it is difficult to finish surface-hardened small gears. This study proposes a tooth surface finishing method for a surface-hardened small gear. The method employs a gear-shaped tool composed of alumina-fiber-reinforced plastic (ALFRP) and a surface finishing device with an oscillation/traverse system. The proposed method was used in an experiment to remove the tool mark on the gear tooth flank of a surface-hardened small gear rehobbed by the carbide hob. The effectiveness of this method was verified. In addition, the processing mechanism of the ALFRP gearshaped tool was analyzed by observing the tool and the chips.     

夹心式复合加工表面形貌特征

对夹心式电化学机械复合光整加工设备进行了改进，通过工艺试验广泛地搜集了大量试验数据，确定了较合理的工艺参数。依据试验数据，多角度地研究了电化学机械复合光整加工的表面形貌特点，并从理论上深入讨论了电化学机械复合光整加工表面形貌对工件工作性能的影响，最后得出的结论为：电化学机械复合光整加工对工件原始表面的低频成分有较大程度的降低，而对高频成分影响较小，有明显的阳极整平作用，被加工工件表面的尖峰状凸起被去除，工件表面呈现出微观“高原型”，表面轮廓不平度高度特性参数大幅度降低，工件表面轮廓分布集中，且呈负偏态，轮廓偏斜度为负值，轮廓支承长度率曲线陡峭，工件的表面质量得到综合改善，这对提高零件的抗接触变形能力、改善摩擦、磨损性能、降低工件的磨合时间、提高工件的精度保持性、延长工件的寿命均有利。     

齿轮热滚挤过程中滑动系统变化对齿形误差的影响

在齿轮热滚挤加工中，轮齿上的金属在强制挤压力的作用下沿齿面产生塑性流动，使齿形发生变化。若辊模设计不合理或加工方法不当，将影响工件齿轮的齿形精工，产生噪声，降低使用寿命。产生齿形误差的原因很多，本文从啮合理论的角度出发，分析双面无侧啮合过程中工件齿轮齿面的滑动系统变化，分别建立工件齿轮轮齿主、从动侧的滑动系数变化方程，分析其对齿形误差的影响。这对全面分析热滚挤的加工误差机理有重要的意义，并为辊模的齿形设计提供参考依据。     

小模数锥齿轮齿面质量检测及应用技术

为了提升小模数锥齿轮齿面检测技术在实际生产中的应用水平,有效改善其齿面加工精度及啮合质量,减少机床调整时间和试切次数,通过小模数锥齿轮的齿面结构特点及误差测量原理和检测方法,对基于一维测头的齿面精度和加工质量检测及应用进行了分析;并通过齿面质量检测在生产实践中的具体应用方法说明了齿面质量检测技术在小模数锥齿轮数字化制造中的必要性.     

硬齿面齿轮精密热滚挤工艺研究

提出了一种将热处理、精滚以及淬火等工序组合成单一在线加工工艺的精滚形变热处理工艺方法，并以广泛应用于汽车行业及精密机床上的20CrMo渗碳齿轮为例，对各项工艺参数进行了分析。试验结果表明，利用该工艺加工的齿轮硬度和精度均有较大的提高，为硬齿面齿轮的精加工探索了一种新工艺方法。     

硬齿面双圆弧齿轮性能试验研究

根据刮削硬齿面双圆弧齿轮和磨削硬齿面渐开线齿轮接触疲劳、负载性能等方面的台架对比试验情况,对刮削精加工的渗碳淬火硬齿面双圆弧齿轮承载能力、使用寿命、传动品质、制造成本等进行了探讨.     

提高圆柱齿轮剃齿加工质量与效率的方法

对影响剃齿精度、剃齿表面质量、剃齿刀耐用度、剃齿效率的原因进行了分析,提出了解决问题的方法和措施,并给出应用实例。     

6m导轨磨床的技术改造

针对设备大修中的大精关设备导轨的磨削表面质量现象,细致分析了导轨磨床横梁升降速度太快、磨头主轴角度不符合磨削技术要求的具体原因,确定能设计蜗轮减速箱、立磨头微调机构,实现有效保证磨削的质量,提高大精关设备导轨的要求。     

齿轮光整加工工艺及其新进展

提出了齿轮的表面质量对其使用性能和寿命有重要影响的观点，论述了齿轮精加工及光整加工的现状，详细介绍了非传统齿轮光整加工的原理及其表面质量特征，试验结果表明：齿面光整加工后寿命大幅度提高，噪声大幅度降低。