机械管理开发MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT总第 226 期2022 年第 2 期Total 226No.2, 2022机械分析与设计i.cnl4-1134/th.2022.02.019渐开线花键拉刀加工工艺优化设计李佳（ 大同齿轮有限公司 ， 山西 大同 037003 ）摘要:通过一系列分析渐开线花键拉刀普通磨削弊端 、 超声術磨原理 ， 对外圆超声術磨装置进行设计研究并与普通 磨削试验进行数据对比 ， 最终得出外圆超声 ifi ■磨加工提高了拉刀表面上的质量 ， 降低了表面粗糙度 ， 延长了拉刀使 用寿命 ， 提高了企业生产效率 。关键词 ： 渐开线花键拉刀外圆超声術磨普通磨削中图分类号: T...
机械管理开发MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT总第 226 期2022 年第 2 期Total 226No.2, 2022机械分析与设计D01:10.16525/j.cnki.cnl4-1134/th.2022.02.019渐开线花键拉刀加工工艺优化设计李佳（ 大同齿轮有限公司 ， 山西 大同 037003 ）摘要:通过分析渐开线花键拉刀普通磨削弊端 、 超声術磨原理 ， 对外圆超声術磨装置进行设计研究并与普通 磨削试验进行数据对比 ， 最终得出外圆超声 ifi ■磨加工提高了拉刀表面质量 ， 降低了表面粗糙度 ， 延长了拉刀使 用寿命 ， 提高了企业生产效率 。关键词 ： 渐开线花键拉刀外圆超声術磨普通磨削中图分类号: TG715.02 文献标识码: A 文章编号: 1 003-773X （ 2022 ） 02-0048-02引言随着机械制造行业的不断发展 ， 零件加工的工 艺不断革新,老工艺已越来越不能适应企业发展 。 航 天业 、 新能源汽车业 、 航空工业等新工业的发展也促 使制造业朝着耐高温 、 耐腐蚀 、 高硬度的方向发展 ， 制造业的技术革新已大势所趋 。 渐开线花键拉刀的 传统制造工艺为运用普通磨削方法进行表面加工 ， 该方法具有效率低 、 表面质量差 、 常规使用的寿命较短的弊 端 。 本文运用超声術磨原理对渐开线花键拉刀进行 加工 ， 提高拉刀表面质量和使用寿命,提升公司制作 加工效率 。1 渐开线花键拉刀普通磨削弊端分析普通磨削是通过工件与砂轮的相对位移 ， 砂轮 上的磨粒对工件产生小的磨削作用而去除表面所需 磨削材料部分的加工工艺 。 首先 ， 普通磨削会因在实 际加工过程中磨粒参与数量多少的不确定性导致表 面质量参差不齐 ， 同时 ， 未参加的磨粒有时还会对表 面造成损伤 。 其次 ， 由于其零件加工主要运用砂轮 ， 磨削角度为负角 。 最后 ， 砂轮对工件的磨削会产生较 高的温度,对工件表面造成灼伤 “ 切 。经过磨粒加工后的零件表面由于其参加数量和 尺寸的不同会导致表面形成尺寸不一 、 形状各异的 微小划痕 。 划痕尺寸与形状的不同会形成厚度不同 的未变形切屑 。 切屑会使磨粒的磨削力发生改变 ， 使 得磨削强度发生变化 。 工件加工时磨削部分温度的 改变会造成砂轮磨损和工件残余应力的变化 ， 使得 零件表面加工质量变差 。 未变形切屑示意图如图 1 所示 。2 超声玷磨原理及设计仿线 超声环磨原理超声瑜磨加工工艺依据不同的加工工件的特收稿日期 :2021-08-17作者简介 ： 李佳 （ 1988 ） , 女 ， 山西大同人 ， 本科 ， 毕业于太原 科技大学 ， 工程师 。图 1 磨削加工未变形切屑示意图 点,可将作用于術磨头的超声波分为三种方式 ， 包括 径向超声振动 、 轴向超声振动和扭转超声振动 。 本文 主要针对径向与切向超声振动进行研究 。外圆超声術磨主要是通过油石上的磨粒对工件 磨削进行加工的 ， 磨粒的磨削可以近似看作为刀具 的切削 。 因此通过一系列分析单粒磨粒的切削轨迹可以推 算出整体外圆超声術磨的加工过程 ， 如图 2 所示 。2-1 单磨粒振动切削轨迹 2-2 单磨粒切削相对运动 木意图 zn SIS图 2 外圆超声瑜磨振动单粒与整体切削示意图外圆超声術磨是通过磨粒对工件磨削而加工零 件的 ， 通过计算单颗磨粒的去除量和有效磨粒数可 得到外圆超声術磨实际的去除量 。 公式为 ：2_V=SLKbK ） T .TT dm式中 ： y 为整体去除量 , m 3 ;S 为去除横截面积 ， p-m 2 ;L 为加工轨迹长度 ， ” m;K 为常数项; 6 为 Jff 磨 油石宽度 ， A m ; / 为術磨油石长度 ， 卩 m ; 0 为磨粒率 ; d m 为磨粒直径 ， p. m 02.2 外圆超声術磨设计外圆超声術磨主要由功率发生器 、 换能器和复 合变幅杆 、 变幅器组成 。 由于渐开线花键拉刀的刀齿
