復(fù)雜修形齒輪精密數(shù)控加工關(guān)鍵技術(shù)與裝備
復(fù)雜修形齒輪是克服高速重載工況下力熱耦合形變影響的高端齒輪，直接決定裝備傳動(dòng) 系統(tǒng)的振動(dòng)、噪聲、壽命等服役性能及其核心競(jìng)爭(zhēng)力，廣泛應(yīng)用于航母、潛艇、汽車(chē)等。針 對(duì)復(fù)雜修形齒面精密制造面臨全齒面修形加工存在原理誤差、傳統(tǒng)試錯(cuò)修調(diào)法提升加工精度 困難、齒面淬硬層均勻性及級(jí)理難以調(diào)控等問(wèn)題，在國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)、863計(jì)劃等支持下， 開(kāi)展復(fù)雜修形齒輪精密數(shù)控加工關(guān)鍵技術(shù)與裝備研究，成果獲2018年國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。 主要取得突破和創(chuàng)新如下： (1) 提出復(fù)雜修形齒輪加工的點(diǎn)矢量族包絡(luò)計(jì)算新理論，不用建立和求解嚙合方程， 以數(shù)字法替代解析法，突破嚙合原理解析法無(wú)法求解奇異點(diǎn)、計(jì)算復(fù)雜的瓶頸；發(fā)明齒面扭 曲消減方法，解決刀具廓形精確設(shè)計(jì)及原理誤差消減難題，齒面扭曲減少70%以上，達(dá)國(guó) 際領(lǐng)先。 (2) 發(fā)明復(fù)雜修形齒輪加工工藝系統(tǒng)誤差調(diào)控技術(shù)，開(kāi)辟齒輪修形精度提升新途徑。 提出制齒機(jī)床熱態(tài)精度提升技術(shù)，發(fā)明熱致誤差補(bǔ)償方法，保證機(jī)床精度穩(wěn)定；提出基于等 效虛擬軸的齒面誤差補(bǔ)償方法，解決修形精度提升難題，提高傳動(dòng)精度1-2級(jí)。獲中國(guó)專(zhuān)利 優(yōu)秀獎(jiǎng)。 (3) 研制大規(guī)格精密數(shù)控滾齒機(jī)、精密多功能數(shù)控磨齒機(jī)、高速干切滾齒機(jī)等具有齒 面扭曲消減及加工誤差補(bǔ)償?shù)母叨酥讫X機(jī)床，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白；開(kāi)發(fā)集齒輪修形設(shè)計(jì)、工藝規(guī) 劃于一體的制齒軟件，打破了國(guó)外高端機(jī)床壟斷。滾齒精度達(dá)5-6級(jí)，磨齒達(dá)3級(jí)，干切滾 齒提高效率2-3倍，與同類(lèi)國(guó)際先進(jìn)水平相當(dāng)，打破高端制齒機(jī)床壟斷，迫使國(guó)外同類(lèi)機(jī)床 降價(jià)30%以上，并出口英、法、日等。 (4) 發(fā)明復(fù)雜修形齒輪滾磨一體化工藝技術(shù)，確保修形精度及表面一致性。研制復(fù)雜 修形齒輪刀具，實(shí)現(xiàn)齒輪刀具的數(shù)字化設(shè)計(jì)制造；研發(fā)滾磨余量協(xié)同分配、齒面柔性修形、 磨削級(jí)理優(yōu)化等工藝，實(shí)現(xiàn)磨后齒面淬硬層均勾分布、齒面紋理可控、修形工藝快速固化， 提高齒面疲勞壽命。滿(mǎn)足了軍方供貨要求，支撐我國(guó)主要艦艇齒輪加工；為汽車(chē)變速箱的批 量國(guó)產(chǎn)化提供了保障。
重慶大學(xué)
2021-04-11
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