圆柱齿轮滚齿加工三向Dexel模型仿真与验证

来源：机床与液压杂志2022年第24期北京时间：

作者：张欢，余丽，王纪章

单位：江苏食品药品职业技术学院机电工程学院；江苏食品药品职业技术学院制药工程学院；江苏大学农业工程学院

摘要：针对基于实体建模技术的滚齿加工仿真问题，开发一种圆柱齿轮滚齿加工三向Dexel模型仿真方法。研究圆柱齿轮滚齿加工的运动学模型。根据滚刀和齿轮毛坯的几何参数创建三角形网格模型，并转换为引擎内的Dexel模型。同时，借助Delaunay三角剖分和Alpha形状重构进行高效的CWE计算和未变形切屑几何仿真。采用斜角切削模型来计算每个时间步上所有啮合节点的力分布。使用利勃海尔LC500滚齿机对所提仿真方法进行了验证，并结合旋转测力计和卡尔曼滤波器来补偿结构动力学，从而进行准确的切削力测量。结果表明：所提方法能够准确预测出沿滚刀刃口离散节点的三维力分布，预测误差（均方根和标准差）在4%~12%之间，且当切削条件变化时，仍然可以准确预测轴向和横向的切削力，有助于进一步提高滚齿加工仿真的效率与精度。

关键词：滚齿加工;切削力;实体建模;Dexel模型;未变形切屑;几何仿真

基金资助：淮安市自然科学研究计划项目（HABZ201921）