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负变位剃齿的试验研究和理论分析
引言
剃齿是一种常见的机械加工方法，可以用来加工各种类型的表面，以提高材料的摩擦性能和减少摩擦损失。在剃齿过程中，通常使用正变位剃刀来剃齿，即剃齿刀齿形与齿槽齿形完全相同。然而，实践中发现，正变位剃齿在某些情况下会导致切削力较大和表面质量较差。为了解决这一问题，研究人员开始探索使用负变位剃刀的剃齿方法。
1. 负变位剃齿的试验研究
试验设备和参数
负变位剃齿试验通常使用数控剃齿机，试验参数包括切削速度、进给速度、剃齿深度和剃齿刀角度等。
试验结果
负变位剃齿与正变位剃齿相比具有以下特点：
降低的切削力
负变位剃齿可以降低切削力，使剃齿过程更加稳定。这是因为负变位剃刀在切削时，只有部分刀刃与齿槽接触，减少了切削阻力。
提高的表面质量
负变位剃齿可以提高表面质量，减少切削痕迹和齿破裂等表面缺陷。这是因为负变位剃齿刀的剃刀刃具有更小的刀刃角度，减少了切削力的作用。
减少的切削温度
负变位剃齿可以降低切削温度，减少材料变形和刀具磨损。这是因为负变位剃齿可以减少切削力和切削阻力，减少切削区域的摩擦。
2. 负变位剃齿的理论分析
切削力模型
负变位剃齿切削力模型可以通过有限元分析和材料力学理论来建立。在建立模型时，需要考虑切削区域的切削力和切削阻力等因素。
切削机理
负变位剃齿的切削机理可以通过切削力分析和材料切削特性来解释。在负变位剃齿过程中，切削力主要由下切到顶切的相对运动产生。
表面质量影响因素
负变位剃齿的表面质量受到剃齿速度和剃齿刀形状等因素的影响。较高的剃齿速度可以产生更好的表面质量，而合适的负变位剃齿刀形状可以减少表面缺陷。
切削温度分析
负变位剃齿的切削温度主要由切削力和摩擦力共同决定。合适的剃齿参数可以降低切削温度，减少材料变形和刀具磨损。
结论
负变位剃齿试验研究表明，负变位剃齿可以降低切削力、提高表面质量和减少切削温度。理论分析认为，负变位剃齿的优势在于减少刀具与工件接触面积，降低切削力和摩擦力。因此，负变位剃齿在一些特定的剃齿应用中具有潜力。
参考文献：
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