渐开线花键拉刀外圆超声珩磨装置设计及试验研究

发布时间：2020-04-11 09:38

【摘要】：渐开线花键拉刀作为拉削刀具的一种,在拉削加工中,属于一次成形的加工工艺,其生产效率高,且加工精度与表面质量好,常用于零部件的批量生产。拉刀的刀齿外圆表面质量对其加工效率,加工工件质量及工作寿命有着至关重要的影响。传统的加工方式通常采用砂轮对其刀齿外圆表面进行磨削,加工效率低,表面质量难以保证,并且砂轮自脱落严重,造成较为恶劣的加工环境。因此,本文提出采用外圆超声振动珩磨技术对拉刀外圆表面进行加工的方式。在超声珩磨加工机理研究的基础上,针对渐开线花键拉刀,设计一套外圆超声珩磨装置,并进行试验加工。本文的主要研究内容以及取得的成果如下:1.对普通砂轮磨削加工单颗磨粒的未变形切屑最大切削厚度进行了分析;根据超声振动的施加方式不同,分析了三种外圆超声珩磨的运动形式;针对切向超声振动,建立了单磨粒切削运动方程,并对其材料去除机理进行了研究。2.基于理论分析,首先根据渐开线花键拉刀的实际加工情况合理选择超声波发生器,并对换能器进行了理论计算;设计圆锥过渡的阶梯形复合超声变幅杆,计算变幅杆各尺寸参数,并进行仿真分析;根据一体化设计思想,设计了超声珩磨变幅器部分,包括二级变幅杆和珩磨块,并对其进行仿真。最后将各部分进行装配组成超声振动系统,对其进行整体Ansys仿真分析,确定最优的结构。3.对所设计的超声珩磨振动系统进行阻抗分析,验证装置合理性。设计装置夹具和试验方案,搭建试验平台。分别进行普通珩磨试验、径向超声振动珩磨试验和切向超声振动珩磨试验。通过对比分析试验数据和观测工件表面形貌,得出施加切向超声振动的珩磨加工方式所得到的工件表面具有较低的粗糙度值,当工件转速为rmin/230,珩磨深度为20?m时,获得的工件表面质量最好。
【图文】：

20图 3.1 超声波发生器工作原理示意图率超声技术经过数十年的发展，在理论探讨与实际应用，设备的制造及工了较大的进步。针对超声换能器在实际工作中，，随着负载或工作环境的改

超声波发生器实物图
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG580.67

【参考文献】

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本文编号：2623440