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大模数斜齿内齿轮大量应用于风力发电机上,而且需求日益增多,齿轮加工的效率及质量,直接影响风机制造行业的发展,因此,本课题主要根据目前大模数斜齿内齿轮加工行业的需求现状,以及国内、外齿轮铣刀现状,分析了齿轮精铣刀研制的必要性;结合实际用户所生产的一种风电增速器中的内斜齿齿轮的加工,开发一种精切盘形可转位铣刀,以此来填补国内该类齿轮精切可转位盘形铣刀的空白。此项目被列为哈尔滨市科技攻关项目。 本课题根据渐开线内斜齿轮的齿面为渐开螺旋面这一特征,首先论述了渐开螺旋面的几何特征及其成型铣削基本原理,然后,在此基础上结合工件实际齿形需要,依据无瞬心包络加工理论及截面法求解出了加工内斜齿轮盘形铣刀的廓形,并建立了数学模型。根据求出的铣刀廓形,按铣刀设计的切削角度等需要,论述了刀片切削刃形的求解方法,建立了刀片切削刃形的数学模型,为了方便刀片的制造、测量和检验,将计算出的切削刃的理论廓形,采用最小二乘法拟合成一段替代圆弧。根据上述数学模型及计算方法利用了VBA设计计算软件。 为了预测按本课题方法设计出的铣刀加工出的工件精度能否达到预期精度,从设计、制造、加工等方面分析铣刀刀片槽和刀片切削刃形产生误差的原因及这些误差对加工出的工件精度的影响程度;同时分析了铣刀安装误差对加工出的工件精度的影响程度,并在理论上对铣刀在铣削工件时的加工干涉进行了分析验证;通过建立盘形铣刀加工内斜齿轮的仿真加工模型,验证仿真加工出的工件端面齿形及铣刀加工内斜齿轮时的齿面干涉情况。 为了进一步检验铣刀刀体及刀片的强度、变形等,根据刀具的结构及切削角度,建立铣刀的三维模型,根据受力情况,对铣刀的刀体受力最大的刀槽处进行有限元分析,验证其强度及切削变形量;对受力最大的圆周刀片进行有限元分析,验证其强度及切削变形量。将制造出的铣刀在高速铣齿机上进行实际现场试切,验证铣刀能否满足预期要求。