《螺旋錐齒輪高速乾切削機理及切削/刀具參數最佳化》是依託中南大學，由嚴宏志擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：螺旋錐齒輪高速乾切削機理及切削/刀具參數最佳化
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：嚴宏志
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
螺旋錐齒輪是航空、航海和汽車等工業的核心零件，高速乾切削是螺旋錐齒輪六軸五聯動數控制造的第二代最新技術，具有綠色環保、加工效率高、生產成本低的特點，是螺旋錐齒輪製造的發展方向，而該技術僅為美國Gleason公司和瑞士Overlikon公司壟斷。對螺旋錐齒輪高速乾切削機理及切削/刀具參數最佳化的研究，是解決目前我國在螺旋錐齒輪高速乾切削工具機研製、套用等方面技術瓶頸的根本途徑。本項目擬結合我國廣泛使用的典型齒輪材料，在齒輪材料動態粘-塑性本構模型、螺旋錐齒輪切齒模型及切削過程力熱耦合模型研究基礎上，通過力熱耦合物理仿真及實驗測試，進行六軸五聯動數控螺旋錐齒輪高速乾切削過程力熱耦合、齒輪表面性能生成、刀具磨損及切削效率生成機理研究和切削參數、刀具參數的最佳化，建立螺旋錐齒輪高速乾切削基礎資料庫，為我國第二代六軸五聯動數控螺旋錐齒輪高速乾切削工具機研製及高速乾切削技術的高效、廣泛套用提供支撐。
結題摘要
螺旋錐齒輪是航空、航海和汽車等工業的核心零件，高速乾切削是螺旋錐齒輪六軸五聯動數控制造的第二代最新技術，具有綠色環保、加工效率高、生產成本低的特點，是螺旋錐齒輪製造的發展方向，而該技術僅為美國Gleason公司和瑞士Overlikon公司壟斷。對螺旋錐齒輪高速乾切削機理及切削/刀具參數最佳化的研究，是解決目前我國在螺旋錐齒輪高速乾切削工具機研製、套用等方面技術瓶頸的根本途徑。 根據研究計畫，結合理論建模、仿真與實驗，並藉助合作單位——株洲齒輪有限責任公司的高速乾切工業試驗條件，本項目完成了如下內容研究： 1.20CrMnTi、20CrMo等齒輪鋼切削加工（動態熱-粘塑性）本構模型構建； 2.螺旋錐齒輪切齒（Face-milling工藝）物理仿真與實驗； 3.螺旋錐齒輪高速乾切削（Face-hobbing工藝）物理仿真與實驗及切削/刀具參數的最佳化設計； 4.螺旋錐齒輪切齒幾何仿真及齒面粗糙度生成規律研究； 5.螺旋錐齒輪高速乾切削資料庫系統的開發； 6.延伸外擺線準雙曲面齒輪幾何建模及接觸特性仿真分析； 7.螺旋錐齒輪數控磨削表面層顯微硬度與組織的實驗研究。通過上述研究獲得了如下科學認識與技術結果： 1.高速切削力熱及動態變形特徵環境下，20CrMnTi、20CrMo等齒輪材料動態塑性本構模型； 2.面向Face-Milling與Face-Hobbing切齒工藝的螺旋錐齒輪切齒模型及高速乾切削熱-力耦合有限元模型； 3.涵蓋切削工具機、材料、刀具、工藝等方面的螺旋錐齒輪高速乾切削資料庫； 4.汽車螺旋錐齒輪高速乾切削的最佳化工藝與刀具參數； 5.螺旋錐齒輪高速乾切削表面物理與幾何特徵生成規律。 研究結果達到了預期目標，並為株洲齒輪有限責任公司、江陵汽車齒輪股份有限公司的切齒工藝、刀具設計與改進提供了實際指導。開發的高速乾切資料庫可為我國螺旋錐齒輪生產實踐提供重要借鑑。 在本項目的研究中，課題組撰寫並發表了11篇研究論文，其中包括5篇外文期刊論文、一篇國際會議論文、5篇中文核心期刊論文，EI檢索7篇。培養研究生7名，其中畢業博士一名，畢業碩士4名。參加國際會議進行學術交流2次。申報《螺旋錐齒輪高速乾切削資料庫》軟體著作權一項（流水號2012R11L172041）。
