[发明专利]一种高效精密加工高硬度高强度齿轮内孔的方法与系统

说明书

本发明公开了一种高效精密加工高硬度高强度齿轮内孔的方法与系统，本方法对加工齿轮内孔的切削面积进行递增，并采集切削面积每递增一次的加工齿轮内孔的切削力；计算获得多个位移变化值；根据多个位移变化值，计算获得多个实际切削深度；根据多个实际切削深度，计算获得多个实际切削力系数；根据多个实际切削力系数，计算获得多个稳定区域；将多个稳定区域求交集，获得共同稳定区域，并在共同稳定区域内获得切削深度和切削速度乘积最大的区域；在乘积最大的区域内确定切削参数，根据切削参数计算扭转角度；根据扭转角度，计算获得实际安装刀具前角和实际安装刀具后角用于加工齿轮内孔。本发明能够降低刀具磨损，提高加工效率和工件质量。

技术领域

本发明涉及齿轮机械加工技术领域，尤其是涉及一种高效精密加工高硬度高强度齿轮内孔的方法与系统。

背景技术

高强度齿轮广泛应用于航空发动机传动系统中，为了满足高转速、高承载力、高温的要求，高强度齿轮的硬度与强度越来越高。这类高强度齿轮通过内孔与传动轴连接，齿轮啮合过程中形成的动态高频力不断的冲击内孔与轴连接的面，对轴面的形状精度、尺寸精度、微观形貌、接触性能提出了更高的要求。采用传统工艺切削加工时，刀具易磨损，加工质量低，工件易报废等工程难题。最新的高强度齿轮钢CH1900，屈服强度超过1700MPa，硬度超过68HRC。此外，热处理淬火后表面硬度也达到了68HRC，连接面也会发生变形，再次加工时也会遇到同样的难题。现有工艺加工高强度齿轮内孔时，加工精度低，内孔表面残余应力分布不均匀，表面形貌与纹路偏差大，这在加工内径低于20mm的孔时，以上问题更加突出。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种高效精密加工高硬度高强度齿轮内孔的方法与系统，能够降低刀具磨损，提高加工效率和工件质量。

第一方面，本发明实施例提供了一种高效精密加工高硬度高强度齿轮内孔的方法，所述高效精密加工高硬度高强度齿轮内孔的方法包括：

对加工齿轮内孔的切削面积进行递增，并采集切削面积每递增一次的加工所述齿轮内孔的切削力；

通过采集的所有加工所述齿轮内孔的切削力，计算获得多个位移变化值；

根据所述多个位移变化值，计算获得多个实际切削深度；

根据所述多个实际切削深度，计算获得多个实际切削力系数；

根据所述多个实际切削力系数，计算获得多个稳定区域；

将所述多个稳定区域求交集，获得共同稳定区域，并在所述共同稳定区域内获得切削深度和切削速度乘积最大的区域；

在所述乘积最大的区域内确定切削参数，根据所述切削参数计算扭转角度；

根据所述扭转角度，计算获得实际安装刀具前角和实际安装刀具后角用于加工所述齿轮内孔。

与现有技术相比，本发明第一方面具有以下有益效果：

本方法对加工齿轮内孔的切削面积进行递增，并采集切削面积每递增一次的加工齿轮内孔的切削力，通过采集的所有加工齿轮内孔的切削力，计算获得多个位移变化值，根据多个位移变化值，计算获得多个实际切削深度，根据多个实际切削深度，计算获得多个实际切削力系数，通过考虑实际切削力对实际切削深度和实际切削力系数的影响，能够提高后续计算稳定区域的准确性；根据多个实际切削力系数，计算获得多个稳定区域，将多个稳定区域求交集，获得共同稳定区域，并在共同稳定区域内获得切削深度和切削速度乘积最大的区域，在乘积最大的区域内确定切削参数，根据切削参数计算扭转角度，根据扭转角度，计算获得实际安装刀具前角和实际安装刀具后角用于加工齿轮内孔，通过考虑实际切削力系数和稳定区域计算获得加工齿轮内孔的实际安装刀具前角和实际安装刀具后角，根据实际安装刀具前角和实际安装刀具后角安装刀具能够降低刀具磨损，提高加工效率和工件质量。

根据本发明的一些实施例，通过如下方式计算所述位移变化值：