为解决淬火后的20CrMnTi合金结构钢在实际加工中存在的刀具易磨损、精度难以保证等问题,采用正交试验法,使用新型CBN超硬刀具进行高速硬车实验,分析刀具在不同切削状态下的磨损形态和寿命值,建立切削用量对其刀具寿命影响的变化曲线及刀具磨损对其齿轮表面质量影响的变化曲线。结果表明利用新型CBN刀具对淬火后的20CrMnTi合金结构钢齿轮制件进行加工,精度可达到IT5,表面粗糙度值在Ra0.6μm以下;高速硬车20CrMnTi合金结构钢时,随着切削速度增大,刀具寿命先有所升高,呈现直线凸峰状态,然后趋于平稳,随着刀具磨损加剧,齿轮精加工表面质量整体呈逐渐下降趋势。

以机械制造与自动化专业核心课程“金属切削原理与刀具”为例,通过植入科技强国理念,融合思政元素,将课程内容围绕培养学生精益求精的大国工匠精神,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。在课程思政示范课建设中,精准把握学生思想动态,充分融入社会热点、国际形势所引起的思想共鸣,将智能制造、1+X证书制度标准引入课程,做好课程思政点合理的设计与切入,构建军工科技背景下具有国防职教特色的机械专业优质课程思政示范课。

针对高硬度材料的弧齿锥齿轮加工,提出适用于电解加工阴极刀具结构的设计方法,以改善高硬度弧齿锥齿轮传统双面铣削加工存在的齿形面精度低、啮合质量差、刀具磨损严重、加工效率低等问题。利用采样点偏置法对弧齿齿面进行建模并描述其特征,根据平衡间隙理论,设计弧齿锥齿轮阴极刀具形状,合理布局型腔主流道及分流道结构。对加工淬火后的20CrMnTi齿轮制件进行实验验证,由测量结果可知零件精度及表面质量较高,实现了高硬度弧齿锥齿轮的加工要求。

为解决滚齿加工中存在的齿面粗糙度不高问题,通过选择不同滚刀前刀面质量、顶刃圆角半径及滚刀刃口形状等进行滚齿加工实验,分析影响齿面粗糙度的具体因素及影响结果。研究表明,在加工材料和齿形轮廓无法优化的条件下,通过提高滚刀前刀面质量、增大滚刀顶刃圆角半径能获得较高的齿轮表面质量;采用大的刃口圆弧滚刀得到的齿轮零件表面质量要优于采用小的刃口圆弧滚刀。