[发明专利]蜗杆状砂轮磨齿的磨削力模型

说明书

本发明涉及蜗杆状砂轮磨齿的磨削力模型，属于齿轮机械制造领域。本发明基于G.Wener磨削力模型，提出了一种新的蜗杆状砂轮磨齿的磨削力模型。首先，根据蜗杆状砂轮磨齿过程中，接触点处珩磨轮和工件的几何形状和速度关系，建立一个近似模型；其次，以近似模型为基础建立切屑模型，计算出磨削过程中速度、磨削厚度和当量直径；最后，以近似模型为基础，建立间齿珩磨磨削力模型。这种磨削力模型适用于蜗杆砂轮磨齿和间齿珩齿加工方法。这种方法适用于计算采用蜗杆状砂轮的磨齿加工中的磨削力，包括蜗杆砂轮磨齿和间齿珩齿加工方法。这种方法将磨齿过程近似成外圆磨过程，从而简化了计算过程，填补了蜗杆状砂轮磨齿的磨削力模型的空白。

技术领域

本发明涉及一种蜗杆状砂轮磨齿的磨削力模型，属于齿轮机械制造领域。

背景技术

磨削机理的研究可以有效的解决磨削过程中的关键问题。磨削机理的主要研究内容包括磨削参数、磨削力、磨削温度、砂轮磨损、砂轮修整、磨削液和磨削加工零件的表面完整性等。根据磨削参数和砂轮与工件的特征，可以建立磨削力模型。磨削功率则是建立在磨削力和磨削参数基础之上，功率消耗中的一部分能力转化为热量，便可建立磨削温度模型，磨削温度模型可以预测磨削烧伤现象，避免由于温度过高而产生对工件有害的磨削烧伤。通过磨削力的监测，可以有效的了解砂轮磨损情况，预测砂轮修整周期。对磨削过程建模，也可以得到表面粗糙度的经验公式。20世纪70年代G.Wener研究了材料对磨削力的影响，建立了磨削力经验模型，用于计算平面磨和外圆磨过程的磨削力。G.Wener磨削力模型为后来各种磨削过程中磨削力的研究奠定了基础。

齿轮磨削是一种复杂的磨削过程，其砂轮和工件并不是简单的圆柱或平面，同时，在磨削加工中，砂轮和工件上接触点的运动关系是实时变化的，因此很难建立其磨削力模型。BogdanW.Kruszynski等人针对Niles方法进行研究，Niles方法是Niles公司提出的一种齿轮展成磨加工方法，他们根据Niles方法中砂轮形状以及砂轮和工件的位置关系，建立切屑模型，从而建立简单的力学模型。E.Brinksmeier等人利用近似模型研究珩齿加工过程，根据实际加工过程中产生的速度建立近似模型，再针对近似模型建立磨削力模型。蜗杆状砂轮的形状更为复杂，为了更好的研究蜗杆状砂轮磨齿加工方法，有必要对蜗杆状砂轮磨齿过程的磨削力进行研究。

发明内容

为了更好的研究蜗杆状砂轮磨齿加工方法，有必要对蜗杆状砂轮磨齿过程的机理进行研究。

本发明采用的技术方案为蜗杆状砂轮磨齿的磨削力模型，首先，根据蜗杆状砂轮磨齿过程中，接触点处珩磨轮和工件的几何形状和速度关系，建立一个近似模型；其次，以近似模型为基础建立切屑模型，计算出磨削过程中速度、磨削厚度和当量直径；最后，以近似模型为基础，建立间齿珩磨磨削力模型。这种磨削力模型适用于蜗杆砂轮磨齿和间齿珩齿加工方法。

具体步骤如下：

S1.建立磨齿过程近似模型