D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1997.04.039 第19卷第4期 北京科技大学学报 VoL.19 No.4 1997年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug.1997 ·高速滚齿的动态分析 吴菊英孙荣平衣红钢 北京科技大学机械工程学院，北京100083 摘要研究了高速滚齿滚削力与振动的关系，切削用量及切削方式对滚削力的影响.得出结论 为：滚削力的交变作用引起滚切过程的受迫振动；滚切过程的特性形成自激振动条件，可通过刀 具、切削用量及切削方式的合理选用防止自激振动的出现，避免共振与迫振，使滚削力的变化趋 于平缓. 关键词高速滚齿，滚削力，动态分析，振动 中图分类号TH113.2 滚削齿轮采用高速是当今齿轮加工的个特点，但由于高速带来滚削过程的振动及刀具 磨损等问题，致使高速滚齿的应用受到限制，因此，高速滚削过程的研究对确定机床结构、机 床优化设计等有重要的实用意义.通过对某厂高速滚齿的实例分析，研究了高速滚齿过程，优 化了切削用量，并得到较为满意的结论 1测试条件和方法 (1)试验条件，1)机床.YBA3I32高速滚齿机；2)刀具.硬质合金镶嵌式滚刀，外径 D=110mm,头数1，模数4，容屑槽12，右旋，螺旋角2°19；3)工件.直齿轮，模数4，齿数32， 齿宽20mm,材料20 CrMnTi,HRC82~98;4)切削用量.切削速度v=140~250m/min(实 测转速n=407~722r/mi),垂直进给量S=1.53~2.216mm/r,切削深度1=8.6mm;) 滚削方式.仅当n=645r/min,S=2mm/r时采用顺、逆铣2种方式，其余均为逆铣.未采用润 滑液（即为干切）， (2)主切削（切向分力）P.的测试.由电 后立柱 阻片式滚削测力仪→Y6D-3A动态应变 仪测试主切削力，并由SC-16A光线示波器 显示并记录滚削力的时域波形. (3)振动测试测点布置.见图1.振动测 试采用YD型加速度传感器→电荷放大器+ 六线测振仪→磁带记录仪记录振动信号， 滚刀 在后立柱的垂直及水平位置以及在刀架 的垂直及水平位置各布1点，即1,2,3、4点. 图1振动测点布置示意图 1,2,3,4为测试点 1996-11-05收稿 第一作者？？岁？第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 高速滚齿 的动态分析 吴 菊英 孙 荣平 衣红钢 北 京科技 大学 机械工 程 学 院 ， 北 京 摘要 研 究 了 高速 滚 齿 滚 削 力 与 振 动 的 关 系 ， 切 削 用 量 及 切 削方 式 对滚 削力 的 影 响 得 出结 论 为 滚 削力 的交变作 用 引起 滚切 过程 的受迫 振 动 滚 切过 程 的特性 形成 自激振 动条件 ， 可 通 过 刀 具 、 切 削 用 量及 切 削方 式 的合理 选 用 防止 自激振动 的 出现 ， 避 免共 振 与 迫振 ， 使滚 削力 的变化趋 于 平缓 关键词 高速滚齿 ， 滚削力 ， 动态分析 ， 振动 中图分类号 滚 削齿 轮采 用 高速 是 当今 齿轮加 工 的一个特点 ， 但 由于 高速 带来滚 削过 程 的振 动及 刀 具 磨 损 等 问题 ， 致 使 高速 滚 齿 的应 用 受 到 限 制 ， 因此 ， 高速 滚 削 过 程 的研 究 对确 定 机 床结 构 、 机 床优化设计等有 重要 的 实用 意义 通 过 对某 厂 高速 滚 齿 的实 例分 析 ， 研 究 了高速 滚齿 过程 ， 优 化 了切 削用量 ， 并 得 到 较 为满 意 的结论 测试条件和方法 试 验 条 件 机 床 犯 高 速 滚 齿 机 刀 具 硬 质 合 金 镶 嵌 式 滚 刀 ， 外 径 ， 头数 ， 模 数 ， 容 屑槽 ， 右旋 ， 螺旋角 “ ， 工件 直齿 轮 ， 模数 ， 齿数 犯 ， 齿 宽 ， 材料 ， 一 切 削用 量 切 削速 度 一 一 实 测 转 速 一 ， 垂 直 进 给 量 一 ， 切 削 深 度 滚 削方 式 仅 当 ， 时采 用顺 、 逆铣 种 方 式 ， 其余均 为逆铣 未 采用润 滑液 即为 干 切 主 切 削 切 向分 力 尺 的 测 试 由 电 阻 片 式 滚 削 测 力 仪 一 一 动 态 应 变 仪测 试 主 切 削力 ， 并 由 一 光 线示 波 器 显示 并 记 录滚 削力 的时域波 形 振 动 测 试 测 点 布 置 见 图 振 动 测 试采 用 型 加 速 度传感 器 电荷 放大 器。 六 线测 振 仪、 磁 带记 录 仪记 录 振 动信号 在 后 立 柱 的垂 直 及 水平 位置 以 及 在 刀 架 的垂 直及 水平位置各布 点 ， 即 ， ， 、 点 后 立 柱 图 振动测点布置示意图 ， ， ， 为测试点 一 一 收稿 第一作者 岁 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1997．04．039