一家专注流体压力成形技术
【作 者】王龙;汪刘应;唐修检;阳能军;刘顾;李若亭;油银峰
【前 言】
成形法磨削加工技术已经被广泛应用于20CrMnTi, 8620H等淬硬齿轮的粗精磨加工领域。磨削热是砂轮表面大量无规则分布磨粒所完成的擦划、耕犁、切削这些材料去除行为的综合作用[1-3]。磨齿高温容易引起加工表面的磨削烧伤、裂纹、残余拉应力等现象，因此国内外学者对磨削温度场分布状况做了大量研究工作阵[4-7]。目前磨削温度场分析主要可归纳为热源白身状况、对流换热情况、材料热属性等方面问题，但尚未形成统一的认识。MALKIN等[8]指出比磨削能由比成屑能、比耕犁能和比滑擦能三部分组成，且比磨削能随着材料去除率的提高而降低。JAEGER于1942年最先提出矩形热源理论，后续许多学者相继又提出倾斜移动、三角形、弧形等热源模型[9-11]。
针对当前大多磨削温度理论模型尚未能兼顾到磨削用量、砂轮特性、齿轮规格、材料特性等复杂因素综合作用的问题，在课题前期研究的三棱锥形切屑理论与磨粒划痕模型的基础上[19-20]，进一步发展了三角形移动热源导热模型，从而构建了成形法磨削齿轮的磨削温度理论模型，为揭示成形法磨齿温度的形成机制与变化规律提供重要依据，为全面提升齿轮的高效精密磨削技术水平提供理论借鉴。
【结 论】
（1）结合单晶磨粒划痕、三棱锥形切屑与三角形热源等理论模型，构建了成形法磨削齿轮的磨削力与磨削温度的理论模型，可清晰地反映出它们与砂轮特性、齿轮规格、磨削用量与材料特性之问的内在密切关联。
（2）成形磨齿温度随着砂轮磨刃密度增大而增大，随着砂轮直径、齿轮压力角增大而减小。齿轮模数对磨削温度的影响非常微弱。随着齿数的增大，齿顶部位磨削温度降低，齿根部位磨削温度升高。随着齿廓位置越接近齿顶，磨削生热量越大，但同时散热条件越好，最终磨削温度取决于两者的综合效应。
（3）成形法磨齿温度模型的砂轮特性系数:可作为评价砂轮磨削性能的参考指标，取值介于0.5 ~1.0，且其值越大则磨削性能越差。当砂轮特性系数:介于0.50~0.75之问时，轴向进给速度的增大更有利于热扩散;但当砂轮特性系数:介于0.75 ~1.00之间时，轴向进给速度的增大更有利于磨削生热。成形法磨削齿轮温度物理模型在白刚玉与微晶刚玉两种磨料砂轮实际加工过程的预测方面具有较好准确性。试验用成形砂轮的磨齿温度随着径向进给量与磨削速度的增大而增大，却随着轴向进给速度的增大而减小。
以下是正文：
