曲线齿锥齿轮加工刀具铣削过程仿真及刀片改进研究

发布时间：2017-04-25 01:05

  本文关键词：曲线齿锥齿轮加工刀具铣削过程仿真及刀片改进研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：锥齿轮传动是传递相交轴和交错轴之间旋转运动最有效而且实用的传动方式,已普遍应用于飞机、铁路、船运以及矿山机械等领域。特别是曲线齿锥齿轮,因为其具有优于普通齿轮的特性,被广泛使用在许多重要场合。目前曲线齿锥齿轮的加工主要是在专用铣齿机床上完成的。由于铣齿过程复杂,铣刀刀齿经常发生磨损、崩刃、断裂等失效情况,致使其使用寿命较短,同时影响了加工精度,加工成本也相应的增加了不少。因此,对曲线齿锥齿轮的加工来讲,解决铣削刀具出现的问题具有十分重要的意义。为了解决以上问题,本文基于新型切齿方法—产形线切齿法,对刀具铣削锥齿轮毛坯的加工过程进行仿真,并从实际生产中存在的问题出发,分析影响刀具加工性能的原因,根据分析结果完成对现有刀具的优化改进。由于刀具在实际铣削过程中的受力情况比较复杂,本文在原有工件、刀具的结构上进行相应简化,然后导入铣削加工仿真软件进行仿真。选择不同的铣削宽度,分析铣削加工过程中刀具的铣削力和铣削温度变化情况,并对工件铣削区域的应力、应变进行分析,详细描述了刀具铣削区域主要参数的状态;通过改变刀具铣齿过程的仿真参数,分析了不同铣削用量对刀具主铣削力的影响,并由铣削力经验公式求得主铣削力的理论计算结果,与仿真结果进行对比,验证了本文仿真的准确性。之后对刀具上的刀片结构进行了有限元分析,根据仿真结果及结构分析得到的数据,确定了刀片改进设计方法,最终根据新旧刀具铣削区域的应力、应变情况以及磨损量对比验证改进结果。本文采用的分析方法、过程及结论对以后此类刀具的发展具有一定的借鉴和指导意义。
【关键词】：锥齿轮 铣削 仿真 有限元
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG611
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 引言9
• 1.2 中外曲线齿锥齿轮加工技术研究近况9-14
• 1.2.1 国外加工技术研究近况10-13
• 1.2.2 我国加工技术研究近况13-14
• 1.3 课题提出的目的及意义14
• 1.4 课题研究内容14-16
• 第2章 齿面加工原理及有限元仿真方法16-24
• 2.1 齿面加工原理16-19
• 2.1.1 螺旋渐开面成形原理16-17
• 2.1.2 大轮加工原理17-18
• 2.1.3 小轮加工原理18-19
• 2.2 有限元基本理论及DEFORM软件介绍19-23
• 2.2.1 有限元基本思想19
• 2.2.2 有限元分析流程19-20
• 2.2.3 DEFORM软件基本介绍20-21
• 2.2.4 DEFORM主界面及模块结构21-23
• 2.3 本章小结23-24
• 第3章 铣削加工过程仿真建模24-35
• 3.1 金属铣削加工有限元模拟的关键技术24-28
• 3.1.1 刚塑性力学的基本假设24
• 3.1.2 有限元仿真过程中常用到的屈服准则24-25
• 3.1.3 金属切削本构方程25-26
• 3.1.4 切屑与工件的分离准则26
• 3.1.5 热力耦合理论26-27
• 3.1.6 刀具磨损模型27-28
• 3.2 铣削加工有限元建模28-34
• 3.2.1 几何模型的建立28-30
• 3.2.2 模型网格的划分30
• 3.2.3 工件和刀具材料的选择30-32
• 3.2.4 对象间接触关系添加及刀屑摩擦类型的选择32-33
• 3.2.5 运动关系的添加33
• 3.2.6 热边界条件的设置33-34
• 3.3 本章小结34-35
• 第4章 铣削仿真结果及参数分析35-48
• 4.1 铣削仿真的过程35-36
• 4.2 刀具和工件的铣削加工物理性能综合分析36-41
• 4.2.1 刀具铣削力计算结果及分析36-38
• 4.2.2 刀具铣削过程的温度场分析38-39
• 4.2.3 工件铣削加工应力分析39-40
• 4.2.4 工件铣削加工应变分析40-41
• 4.3 刀具铣削用量对主铣削力的影响41-44
• 4.3.1 铣削用量的选择41
• 4.3.2 铣削用量对主铣削力的影响41-44
• 4.4 理论计算及仿真结果分析44-47
• 4.4.1 三维铣削力经验公式44-45
• 4.4.2 铣削用量对主铣削力的理论计算与仿真结果分析45-47
• 4.5 本章小结47-48
• 第5章 铣削刀片结构改进研究48-56
• 5.1 加工时刀片存在的问题48-49
• 5.2 有限元软件ANSYS介绍49-50
• 5.3 刀片的有限元静力分析50-52
• 5.3.1 前处理50-51
• 5.3.2 后处理分析51-52
• 5.4 结构改进方法52-54
• 5.5 刀具的磨损对比54-55
• 5.6 本章小结55-56
• 第6章 结论56-58
• 6.1 结论56-57
• 6.2 展望57-58
• 参考文献58-60
• 在学研究成果60-61
• 致谢61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

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  本文关键词：曲线齿锥齿轮加工刀具铣削过程仿真及刀片改进研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：325292