基于范成原理加工直齿面齿轮,通过建立直齿面齿轮加工坐标系以及对啮合方程的求解,建立了直齿面齿轮的数学模型,并以此为依据建立了直齿面齿轮的热滚轧模型。利用deform-3D软件对直齿面齿轮的热滚轧过程进行数值模拟,模拟出轮齿的成形过程。分析了突耳的形成机理,以突耳为指标,考虑温度、转速、进给量以及滚轧轮倒角这些方面。利用正交实验得出了最合理的工艺参数坯料轮温度1100℃,滚轧轮转速3.14rad/s,进给速度0.2mm/s,滚轧轮倒角1.5mm。为后续实验奠定基础。

直齿面齿轮的齿面是一种复杂空间曲面,为了实现难切削材料的复杂曲面产品的批量加工,目前主要以电解加工技术为主;考虑到电解加工在复杂异面类产品的加工中存在阴极设计效率低,精度难以保证等问题,提出一种基于标准阴极特性的阴极型面智能设计方法。首先,基于复杂齿面网格规划原则对直齿面齿轮的齿面点进行合理规划,并采用截面放样法计算各采样齿面点坐标;其次,通过分析各齿面采样点所在型面的曲率半径,利用电解加工平衡间隙理论构建针对不同曲率情况下的相应阴极刀具型面设计方案;最后,利用Matlab中的GUI人机交互界面构建直齿面齿轮的智能化阴极刀具型面设计系统。通过加工实验可知,利用该系统设计出的阴极型面,其加工精度可达IT8。