高效滚齿加工刀具的优化设计与应用研究

发布时间：2017-09-09 12:21

  本文关键词：高效滚齿加工刀具的优化设计与应用研究

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【摘要】：齿轮是机械传动的基础零件,对于推土机来说,齿轮更是影响其寿命的关键零件。由于推土机需要在移动中进行工作,其负载要远远大于其它常用工程机械,因此,推土机所使用的齿轮多为高强度的淬火齿轮,为保证其传动精度,淬火后齿轮的加工成为影响推土机寿命的关键工序。目前主要采用硬齿面滚齿和磨齿工艺加工淬火后齿轮。滚齿加工的加工效率远大于磨齿加工,适合大模数、多齿数的推土机齿轮的高效加工。目前,企业中主要使用硬质合金滚刀的刮削工艺进行淬火后齿轮的滚齿。其中焊接式硬质合金滚刀因制造精度高、工艺成熟、使用最广泛,但使用过程中易出现掉齿、崩刃等问题,特别是重磨后齿形的衰变问题严重。而且,滚刀重磨耗时长、成本高、对员工技能要求高。滚刀重磨技术经过大量的研究,仍然无法完全解决因重磨带来的齿轮齿形精度降低的问题,造成推土机出现齿轮异响、打齿、轴承发热等问题,不利于提高产品寿命。本课题通过对现有滚刀重磨方法的实际研究,证实仅靠重磨无法解决滚刀齿廓的偏差问题,然后通过分析滚刀切削齿轮的实际原理,利用CREO软件通过螺旋实体切除的方法设计出可转位滚刀,并通过德国蓝帜公司制作,然后通过切削推土机齿圈进行实验,摸索合理的使用方法,和现有常用滚刀使用进行对比,分析精度、效率、成本的优劣,对国内滚刀制造企业和滚刀使用企业有一定的借鉴和启发意义。本文设计及实验对象是加工中等马力推土机齿圈的滚刀,根据滚刀的基础理论,运用空间切除方法,利用CREO软件进行建模,采用分体设计,整体组装调整的方法,以整体螺旋实体的切除来保证切削刃位置的准确性,达到了降低设计成本,提高设计精度的目的,对国内滚刀制造企业有一定的指导意义。本文通过对可转位滚刀的大量应用实验帮助很多企业对可转位滚刀进行了了解,一定程度上打消了很多想使用可转位滚刀但担心一次投入大风险高的心理,对滚刀使用单位具有一定启发意义。
【关键词】：铲磨 滚刀重磨 可转位滚刀 CREO建模
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG721
【目录】：

• 摘要9-11
• Abstract11-13
• 第1章 绪论13-19
• 1.1 论文研究课题的目的、意义和项目来源13-15
• 1.1.1 论文研究课题的目的及意义13-14
• 1.1.2 项目来源14-15
• 1.2 国内外研究现状15-17
• 1.2.1 国外可转位滚刀发展现状15-16
• 1.2.2 国内可转位滚刀发展现状16-17
• 1.3 论文主要研究内容17-19
• 第2章 滚刀重磨技术研究19-43
• 2.1 滚刀重磨技术要求19-20
• 2.2 滚刀重磨方法20-28
• 2.3 滚刀重磨工艺研究28-39
• 2.3.1 滚刀重磨机床及砂轮的选择28-30
• 2.3.2 变偏位圆周重磨方法研究30-39
• 2.4 重磨工艺实验39-41
• 2.5 本章小结41-43
• 第3章 刀夹模块式可转位滚刀设计43-67
• 3.1 滚刀的整体设计方案43-44
• 3.2 滚刀外径及长度的设计和造型44-45
• 3.2.1 滚刀外径44-45
• 3.2.2 滚刀的长度45
• 3.3 滚刀刀夹的设计45-48
• 3.3.1 法向齿形的确定45-46
• 3.3.2 滚刀前角的确定46-47
• 3.3.3 分度圆直径与螺旋升角的确定47-48
• 3.4 刀夹的造型与设计48-63
• 3.4.1 螺旋线实体的扫描设计48-49
• 3.4.2 刀片位置的确定49-52
• 3.4.3 刀片形状及刀片定位槽的造型设计52-56
• 3.4.4 刀垫的放置与形状的造型设计56
• 3.4.5 容屑槽的倒角的造型和设计56-58
• 3.4.6 刀齿侧面后角和刀夹的长度的造型设计58-60
• 3.4.7 刀夹定位销孔和螺栓安装孔的造形60-63
• 3.5 滚刀刀体、端盖的造形设计63-65
• 3.5.1 刀体主体的造型设计63-64
• 3.5.2 端盖的造型设计64-65
• 3.6 本章小结65-67
• 第4章 可转位滚刀的应用研究67-75
• 4.1 机床的选择67-68
• 4.2 刀具的安装68-70
• 4.3 窜刀方案确定70-73
• 4.4 切削参数及耐用度的确定73-74
• 4.5 本章小结74-75
• 结论与展望75-77
• 结论75
• 展望75-77
• 参考文献77-83
• 致谢83-84
• 学位论文评阅及答辩情况表84

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本文编号：820416