高性能齒輪精密數(shù)控加工理論與技術(shù)

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 高性能齒輪概述 1
1.1.1 齒輪行業(yè)現(xiàn)狀 1
1.1.2 高性能齒輪 2
1.2 高性能齒輪數(shù)控加工技術(shù) 3
1.2.1 高性能齒輪數(shù)控加工簡介 3
1.2.2 齒輪加工誤差建模和補償技術(shù) 5
1.2.3 溫度場調(diào)控技術(shù)的研究現(xiàn)狀 11
1.2.4 核心零部件設計的研究現(xiàn)狀 14
1.2.5 齒輪滾磨工藝參數(shù)的優(yōu)化 16
1.3 高性能齒輪數(shù)控加工裝備研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 17
1.3.1 數(shù)控滾齒機 17
1.3.2 數(shù)控磨齒機 25
1.4 典型制齒機床現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 31
1.5 面臨的機遇和挑戰(zhàn) 33
參考文獻 33
第2章 高性能齒輪精密修形計算理論 44
2.1 高性能齒輪修形齒面建模 44
2.1.1 標準螺旋齒面建模 44
2.1.2 齒形修形后的端面廓形建模 46
2.1.3 齒向修形后的齒面建模 48
2.2 點矢量族包絡原理 50
2.2.1 點矢量的提出 50
2.2.2 點矢量的運動軌跡 52
2.2.3 點矢量族的包絡過程 53
2.2.4 點矢量逼近算法 54
2.2.5 修形齒輪端面廓形的點矢量離散方法 55
2.3 點矢量族一次包絡修形計算 56
2.3.1 點矢量的坐標變換 56
2.3.2 點矢量的投影 57
2.3.3 點矢量的一次包絡過程 58
2.3.4 成形刀具廓形計算 60
2.3.5 計算實例及對比分析 62
2.4 點矢量族二次包絡修形計算 64
2.4.1 點矢量族二次包絡過程 64
2.4.2 展成刀具廓形計算 67
2.4.3 計算實例及對比分析 69
參考文獻 74
第3章 高性能齒輪加工原理誤差消減方法 75
3.1 修形齒輪成形加工齒面扭曲消減方法 75
3.1.1 成形加工刀具包絡面仿真 76
3.1.2 成形加工齒面扭曲分析 78
3.1.3 仿真包絡面的誤差影響因素分析 82
3.1.4 成形加工齒面誤差消減方法 86
3.1.5 計算實例及結(jié)果分析 89
3.2 修形齒面展成加工誤差消減方法 91
3.2.1 修形齒面展成加工誤差分析及建模 91
3.2.2 展成加工齒面誤差消減方法 96
3.3 滾刀鏟磨原理誤差及其消減方法 102
3.3.1 等后角滾刀齒頂曲線的求解 102
3.3.2 等后角鏟磨的砂輪廓形 105
3.3.3 對比驗證 108
3.4 插齒刀磨削原理誤差消減方法 110
3.4.1 插齒刀的產(chǎn)形原理 111
3.4.2 磨削插齒刀的錐形蝸桿砂輪設計 113
3.4.3 錐形砂輪磨削插齒刀運動分析 116
3.4.4 錐形蝸桿磨削插齒刀仿真驗證 118
參考文獻 122
第4章 數(shù)控制齒機床多源誤差建模方法及補償技術(shù) 123
4.1 數(shù)控制齒機床幾何誤差建模及敏感性分析 123
4.1.1 數(shù)控制齒機床幾何誤差建模 123
4.1.2 數(shù)控制齒機床幾何誤差敏感性分析 127
4.2 數(shù)控制齒機床刀具誤差建模 140
4.2.1 滾刀誤差 140
4.2.2 成形砂輪誤差 143
4.2.3 蝸桿砂輪誤差 145
4.3 數(shù)控制齒機床力致幾何誤差建模 150
4.3.1 數(shù)控制齒機床切削力致機床幾何誤差模型 150
4.3.2 數(shù)控制齒機床切削力致機床幾何誤差有限元分析 151
4.3.3 數(shù)控制齒機床切削力致機床幾何誤差與齒輪精度映射關(guān)系 154
4.4 數(shù)控制齒機床熱誤差建模 159
4.4.1 立式滾齒機熱誤差 159
4.4.2 高速干切滾齒機熱誤差 167
4.4.3 蝸桿砂輪磨齒機熱誤差 172
4.5 數(shù)控制齒機床多源誤差補償 176
4.5.1 數(shù)控制齒機床等效虛擬主動軸補償方法 176
4.5.2 數(shù)控制齒機床傳動鏈誤差補償 179
4.5.3 數(shù)控制齒機床幾何誤差補償 189
4.5.4 數(shù)控制齒機床切削力致機床幾何誤差補償 193
4.5.5 數(shù)控制齒機床熱誤差補償 197
參考文獻 202
第5章 精密數(shù)控制齒機床設計及優(yōu)化 203
5.1 精密數(shù)控制齒機床核心功能部件設計 203
5.1.1 精密數(shù)控制齒機床高速精密滾刀主軸系統(tǒng) 203
5.1.2 精密數(shù)控制齒機床高精度高速回轉(zhuǎn)工作臺 206
5.1.3 精密數(shù)控制齒機床大規(guī)格靜壓回轉(zhuǎn)工作臺 207
5.1.4 精密數(shù)控制齒機床整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化 210
5.2 精密數(shù)控制齒機床熱特性分析及優(yōu)化 216
5.2.1 精密數(shù)控制齒機床功能部件熱源分析 216
5.2.2 精密數(shù)控制齒機床熱耗散分析 225
5.2.3 精密數(shù)控制齒機床刀架部組熱特性分析 226
5.2.4 磨齒加工熱特性分析 232
5.3 高速干切滾刀設計 243
5.3.1 高速干切滾刀幾何結(jié)構(gòu)設計 243
5.3.2 高速干切滾刀幾何結(jié)構(gòu)設計軟件 245
5.4 制齒功能軟件 247
5.4.1 制齒功能軟件模塊劃分 247
5.4.2 制齒功能軟件二次開發(fā) 254
5.5 應用案例 258
5.5.1 大規(guī)格精密數(shù)控滾齒機 258
5.5.2 高速干切數(shù)控滾齒機 259
5.5.3 高效精密多功能數(shù)控磨齒機 260
第6章 滾磨工藝參數(shù)優(yōu)化方法 262
6.1 面向齒面精度的工藝參數(shù)優(yōu)化 262
6.1.1 基于改進粒子群神經(jīng)網(wǎng)絡的滾齒精度預測模型 262
6.1.2 滾齒加工精度優(yōu)化 266
6.2 面向殘余應力的工藝參數(shù)優(yōu)化 270
6.2.1 磨齒過程殘余應力測量原理及輔助裝置 271
6.2.2 工藝參數(shù)與殘余應力間映射關(guān)系的實驗 273
6.2.3 工藝參數(shù)與殘余應力間的映射關(guān)系 278
6.2.4 磨（剃）前工藝與齒面殘余應力的關(guān)系 280
6.3 面向能耗的工藝參數(shù)優(yōu)化 283
6.3.1 制齒機床的能耗模型 283
6.3.2 基于能耗模型的制齒工藝參數(shù)優(yōu)化 291
6.4 面向形性可控的工藝參數(shù)優(yōu)化 293
6.4.1 制齒工藝參數(shù)多目標優(yōu)化算法 293
6.4.2 基于主成分分析的制齒工藝參數(shù)決策 297
參考文獻 299
第7章 齒輪高速干切工藝及自動化生產(chǎn)線 300
7.1 齒輪高速干切工藝及自動化生產(chǎn)線關(guān)鍵技術(shù) 300
7.1.1 鍛件齒坯高速干式車削工藝及裝備研制 300
7.1.2 高速干切精密修形滾齒工藝及裝備研制 303
7.1.3 干式銑削倒棱倒角工藝及裝備研制 309
7.2 齒輪高速干切自動化生產(chǎn)線集成 311
7.2.1 品字型機器人自動化生產(chǎn)線 311
7.2.2 直線布局桁架式自動化生產(chǎn)線 313
7.3 齒輪高速干切自動化生產(chǎn)線能效監(jiān)控與工藝管理系統(tǒng) 314
7.3.1 能效監(jiān)控與工藝管理系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 314
7.3.2 能效監(jiān)控與工藝管理系統(tǒng)主要功能 314
7.4 齒輪高速干切自動化生產(chǎn)線示范應用 318
后記 320