기어 셰이핑 정삭력 최적화

기어 셰이핑 공정에서 주 절삭력의 스트로크 간 변동은 공구 부하 불균일 및 국부적 과부하를 유발합니다. 본 연구는 일정한 절삭력을 유지하기 위한 스트로크별 원주 이송 최적화 방법을 개발했습니다. 요소 기반 절삭력 모델은 상단 및 측면 절삭날을 각각 직교 및 경사 절삭으로 처리하며, 절삭 면적과 힘 사이의 차수 축소된 멱법칙 대체 모델을 활용하여 이송 속도를 신속하게 평가합니다. 다목적 입자 군집 최적화(MOPSO) 알고리즘은 목표 힘 편차, 유효 스트로크 수, 인접 스트로크 간 최대 힘 차이를 최소화하며, 힘 대역, 이송 범위, 부드러움 및 스트로크 간 변동에 대한 제약 조건을 적용합니다. 5회의 반복 실험을 통해 모델을 검증한 결과, 10개 대표 스트로크에서 44.8N의 RMSE를, 이론적 힘이 300N을 초과하는 7개 스트로크에서 1.9%의 MAPE를 보였습니다. 최적화된 이송은 피크-밸리 차이, 스트로크 수 및 표준 편차를 각각 70.2%, 24.4%, 78.8% 감소시켰으며, 측정된 힘은 19.65N의 RMSE와 0.69%의 MAPE로 이론과 일치하며 거의 일정하게 유지되었습니다. 본 방법은 주기적인 힘 변동을 억제하고 부하 균일성을 향상시키며 가공 효율을 높여 기어 셰이핑 공정의 안정성과 정밀도를 크게 개선할 수 있습니다.