基于振动特性分析的高速干切滚齿工艺参数优化研究

郑华林; 甘峰源; 李本杰; 余长林; 李黄帅; 王小虎

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2025.03.012

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基于振动特性分析的高速干切滚齿工艺参数优化研究

试验分析 | 更新时间：2025-03-20

- 基于振动特性分析的高速干切滚齿工艺参数优化研究
- Study on process parameter optimization of high-speed dry hobbing considering vibration characteristics
- 机械传动 2025年49卷第3期页码：84-93
- 作者机构：
  
  西南石油大学机电工程学院，成都 610500
- 作者简介：
  
  郑华林，男，1965年生，四川南充人，博士，教授，博士研究生导师；主要研究方向为先进制造技术；zhl@swpu.edu.cn。
  李本杰（通信作者），男，1992年生，四川南充人，博士，助理研究员；主要研究方向为高速干切工艺及智能装备；lbj@swpu.edu.cn。
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金青年项目(52105533);四川省自然科学基金项目(2022NSFSC1951)
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2025.03.012
  中图分类号： TG61
- 收稿日期：2023-11-29，
  
  纸质出版日期：2025-03-15
- 稿件说明：
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郑华林，甘峰源，李本杰，等. 基于振动特性分析的高速干切滚齿工艺参数优化研究［J］. 机械传动，2025，49（3）：84-93.

ZHENG Hualin，GAN Fengyuan，LI Benjie，et al. Study on process parameter optimization of high-speed dry hobbing considering vibration characteristics［J］. Journal of Mechanical Transmission，2025，49（3）：84-93.
郑华林，甘峰源，李本杰，等. 基于振动特性分析的高速干切滚齿工艺参数优化研究［J］. 机械传动，2025，49（3）：84-93. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2025.03.012.

ZHENG Hualin，GAN Fengyuan，LI Benjie，et al. Study on process parameter optimization of high-speed dry hobbing considering vibration characteristics［J］. Journal of Mechanical Transmission，2025，49（3）：84-93. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2025.03.012.

摘要

目的

高速干切滚齿是一种高效清洁的绿色制齿工艺。高速干切滚齿过程中高频交变切削载荷下加工系统强力振动严重影响加工效率和加工精度的问题亟待解决。

方法

鉴于此，基于正交试验，分析了不同工艺参数对滚齿过程振动特性的影响规律；提出滚齿振动综合指标，并建立了其与主轴转速与轴向进给速度之间的关系模型；在此基础上，构建了一种滚齿振动综合指标最优、切削时间最短的高速干切滚齿工艺参数优化模型。

结果

相对于原始切削条件，采用优化后的工艺参数可使切削时间降低26%、滚齿振动综合指标降低23%，并可提高被加工齿轮的尺寸精度。研究结果可为高效、高稳定性的高速干切滚齿工艺参数优选提供参考。

Abstract

Objective

High-speed dry hobbing is an efficient and cleaner gear manufacturing technology. It is paramount to solve the serious vibration problem raised in the high-speed dry hobbing process under the high-frequent alternating cutting load

which is beneficial for improving productivity and machining accuracy.

Methods

To this end

an orthogonal test was performed to analyze the influence of process parameters on the hobbing vibration characteristics. Furthermore

a comprehensive indicator for evaluating the hobbing v

ibration was proposed

and the relation between this indicator and the spindle speed and the axial feed rate was developed. Based on this

a process parameter optimization model was constructed and oriented by the optimal vibration indicator and shortest cutting time.

Results

Compared to the original cutting conditions

the optimized cutting parameters enable the reductions of cutting time by 26% and vibration comprehensive indicator by 23%. Moreover

the dimensional accuracy of the machined gears can also be improved. The results can provide an important basis for the optimal selection of process parameters achieving the high-efficiency and high-stability high-speed dry hobbing.

关键词

Keywords

references

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