為了提高齒輪承載能力和降低噪音等功能，齒輪一般在熱處理后再加工。磨齒是齒輪熱處理后再精加工的一種工藝，因?yàn)榧痈咝屎芨撸栽谥行⌒妄X輪批量生產(chǎn)中基本取代了其他加工工藝。

磨齒雖然在工業(yè)上廣泛應(yīng)用，但是科學(xué)分析方法很少?？茖W(xué)磨齒分析要大量實(shí)驗(yàn)和時(shí)間，原因是磨齒過(guò)程中刀具和齒面接觸條件復(fù)雜，改變了齒面連續(xù)性。這樣現(xiàn)有的其他磨削工藝知識(shí)在齒輪研發(fā)中心更佳復(fù)雜。接觸條件復(fù)雜讓機(jī)床設(shè)計(jì)、控制工程和工藝設(shè)計(jì)帶來(lái)了更高的難度，這是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。

了解切削力隨時(shí)間變化對(duì)于表達(dá)優(yōu)化工藝動(dòng)力學(xué)是很有必要的。在磨齒過(guò)程里，需要確定切削力，但是，目前沒(méi)有科學(xué)的分析方法來(lái)系統(tǒng)的描述工藝參數(shù)對(duì)切削力影響。

磨齒齒輪加工的研究現(xiàn)狀

連續(xù)成形磨齒工藝是批量生產(chǎn)外齒輪和齒輪軸最有效的熱后精加工工藝之一。當(dāng)使用磨齒時(shí)，齒輪模數(shù)可調(diào)整為Mn=0.5mm至Mn=10mm。對(duì)于新機(jī)床，該工藝可用于磨削大模數(shù)齒輪（高達(dá)1.000mm）。

磨削圓柱蝸桿時(shí)，齒條的齒形等于齒條的齒形，相當(dāng)于用滾刀加工外齒輪。漸開(kāi)線齒形是由磨削蝸桿和工件的連續(xù)滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)生成的。通過(guò)有限數(shù)量的輪廓切割，可以得到所需的齒廓形狀。由于磨齒蝸桿是封閉式的，所以在磨削所開(kāi)發(fā)的齒輪時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生與滾齒加工不一致的切削偏差。

與其他磨齒工藝相比，在磨齒過(guò)程中，工件的去除率非常高。在大多數(shù)情況下，它只受到可觸及齒輪的質(zhì)量的限制。在磨齒過(guò)程中，磨齒蝸桿的多個(gè)點(diǎn)始終處于接觸狀態(tài)。在刀具旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，接觸點(diǎn)的數(shù)量不斷變化。

在磨削過(guò)程中，左右齒面之間的接觸等于偶數(shù)個(gè)接觸點(diǎn)，從而使力分布均勻。由于接觸點(diǎn)數(shù)量不均勻，受力分布也會(huì)不均勻，導(dǎo)致切削力分布不一致。

磨齒加工工藝面臨的挑戰(zhàn)

由于科學(xué)研究有限，技術(shù)用戶、磨具供應(yīng)商和機(jī)床制造商面臨兩大挑戰(zhàn)。一方面，工藝設(shè)計(jì)和優(yōu)化是基于用戶工藝技術(shù)的。如果沒(méi)有足夠的經(jīng)驗(yàn)（例如，新的齒輪幾何結(jié)構(gòu)，沒(méi)有研磨工具），必須進(jìn)行深入的試驗(yàn)，以找到一個(gè)流行和穩(wěn)健的工藝設(shè)計(jì)。為此，通常需要多次技術(shù)迭代。為了減少所需的迭代周期數(shù)，將來(lái)必須對(duì)技術(shù)相關(guān)性進(jìn)行詳細(xì)分析。

另一方面，隨著大容量風(fēng)電機(jī)組齒輪需求的不斷增加，對(duì)大模數(shù)齒輪的需求也在不斷增加。直到今天，這些齒輪大多是仿形制造的。然而，近年來(lái)，對(duì)大模數(shù)齒輪的需求不斷增加，導(dǎo)致使用更高效的磨削齒輪。將現(xiàn)有工藝推廣到大模數(shù)齒輪并不容易。首先，由于工件重量大，質(zhì)量慣性大，過(guò)程動(dòng)力學(xué)已經(jīng)成為其中的一個(gè)最大的挑戰(zhàn)。因此，對(duì)加工功率的理解對(duì)機(jī)械加工和機(jī)床設(shè)計(jì)具有重要意義。

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