不同工艺参数对于热锯机锯切性能的影响

采用实验测试和有限元方法对热态锯切过程进行分析,研究不同工艺参数对锯切性能的影响规律并探究规律背后的原因。根据锯齿直线运动假设对锯切过程进行分析,得出不同工艺参数对单齿锯切力、锯齿度、锯齿前刀面温度的影响规律。结果表明:单齿锯切力随着锯切线速度、预热温度的增加而下降,随着锯切深度的增加而升高;锯齿频率f随着锯切线速度、预热温度、单齿锯切深度的增加而增加;锯齿度G_S随着锯切线速度、预热温度的增加而降低,随着单齿锯切深度的增加呈上升趋势;锯齿前刀面温度峰值随着单齿锯切线速度的增加而降低,且温度峰值点距齿尖的距离减小,随着单齿锯切深度、预热温度的增加而升高,且温度峰值点距齿尖的距离增大。     

齿形参数对圆锯片应力应变的影响分析

通过正交试验和有限元软件ANSYS分析了鼠牙形齿的前角、顶角及齿根圆角对圆锯片应力应变的影响,分析了齿根圆半径对各种最大应力的影响。结果表明:前角、顶角及齿根圆角对锯片应变的影响很小,齿根圆半径对最大径向压应力、切向拉应力和最大Von Mises应力影响相对最大,齿顶角对其影响相对最小;齿顶角对最大径向拉应力和切向压应力影响相对最大,齿前角对其影响相对最小。得出了最佳齿根圆半径范围,同时找到了最大Von Mises应力分布特点。     

刀尖圆角半径对非圆齿扇齿根强度的影响研究

汽车转向器摇臂轴非圆齿扇插齿加工时齿条刀(工艺齿条)刀尖圆角半径对齿根强度有最直接的影响。圆角半径变大,齿根强度有提高的趋势。为确定最佳刀尖圆角半径供用户设计选择,从汽车转向器摇臂轴非圆齿扇展成加工原理出发,在MATLAB中建立不同刀尖圆角半径的非圆齿扇模型,仿真加工得到多个不同的非圆齿扇齿廓;将不同刀尖圆角半径刀具对应的齿扇齿廓导入ANSYS进行有限元对比分析,以齿根弯曲应力和刀具刀顶几何形状为约束条件,刀具刀尖圆角半径最大不超过刀具的齿顶宽长度的一半。并发现在此范围内,刀尖圆角半径越大刀具齿根应力变化越平稳。     

金属热锯机锯齿应力分析

本文提出了锯齿根部应力集中和应力扩散的概念;在一定顶角条件下,锯齿根部应力集中系数和应力扩散系数仅与齿根圆弧的相对半径有关。而与锯齿前角无直接关系。根据这一规律,给出了使锯齿根部处于较佳应力状态的较佳齿形参数配置的原则。     

异形齿离合器盘毂冷挤压工艺优化分析与实验研究

针对某带有异形齿法兰离合器盘毂的结构特点提出冷挤压成形工艺。结合有限元分析与正交试验设计方法,以异形齿盘毂冷挤压成形峰值载荷、齿形充填情况以及最大损伤值为目标函数进行正交实验设计,并采用有限元模拟软件分析其凹模入模半锥角、凹模过渡圆角半径、坯料直径、摩擦系数和挤压速度对盘毂冷挤压成形性的影响。分析结果表明:凹模入模半锥角、凹模过渡圆角半径、坯料直径对盘毂冷挤压成形性具有显著影响,并得到最佳工艺参数组合为:入模半锥角40°、凹模过渡圆角半径3 mm和坯料直径Φ53.5 mm。工艺试验结果表明,采用优化后的盘毂冷挤压工艺可以生产出质量合格的产品。     

热锯机锯齿齿形的实验研究(Ⅰ)

迄今,热锯机齿形的使用仍停留在经验选择状态,而且各厂互异。为改善这一状态,唐山冶金锯片厂与鞍山钢铁学院协作,开展了热锯机锯齿齿形的实验研究工作。进行了常用的九种齿形的能耗对比、寿命和磨损对比、齿根应力状态对比和噪声声级对比的实验研究。大量的实验室实验和工业生产实验证明:齿前角γ=0°、齿高h≈t′/2(t′为齿距)的鼠牙形齿形为最好;其次较好的分别为h≈t′/3、h≈t′/2的狼牙形齿形。等腰三角形齿形各项指标都最差,不宜采用。这种结果和理论分析完全一致。     

梯形内齿旋压成形过程数值模拟及试验研究

采用有限元数值模拟和试验验证的手段对三旋轮杯形薄壁梯形内齿轮旋压过程进行了研究,讨论了齿形角、减薄率、进给比、旋轮圆角半径等工艺参数对杯形薄壁梯形内齿旋压成形质量的影响。结果表明,在旋压成形过程中,金属的流动与齿廓侧面的倾斜程度有关;梯形齿各截面壁厚分布较矩形齿均匀。随着减薄率、进给比及旋轮圆角半径的增加,工件轮齿部分的相对齿高也随之增加。     

热锯机力能参数的理论分析与实验研究

将理想刚塑性材料的平面切削模型应用于金属的热锯切过程,分析了锯切时的切屑变形,提出一个新的剪切滑移角解;分析了锯切厚度、锯齿齿形和锯片厚度等对单位锯切功的影响;分析考察了减小锯片厚度的可能性。在(?)600固定式热锯机上进行了实验研究。实验结果与按照新的剪切滑移角所求得的理论值相符合。     

厚板齿形零件精冲成形数值模拟与缺陷分析

运用有限元分析软件对厚板齿形零件的精冲过程进行了数值模拟,对比分析了齿顶、齿根部位主要变形区静水应力及应变的分布情况。结果显示,齿顶处静水压应力小于齿根处;齿顶应变区的宽度大于齿根应变区的宽度,齿顶剪切区变形程度大,硬化程度严重。齿根、齿顶处的应变分布与精冲试验所得零件的硬化程度相吻合。探究了齿顶处形成大塌角和易产生撕裂的原因。研究结果为厚板齿形零件的精冲工艺提供了理论指导。     

基于Workbench的齿轮泵轮齿有限元分析

利用PROE建模,利用Workbench软件对齿轮泵进行静力有限元分析,计算出齿轮在工作过程中的应力、应变及变形等的大小和分布。结果表明:可以通过倒角、增大齿根圆角半径减小应力集中;减小齿顶圆半径使齿轮结构更加紧凑,增加齿厚减小齿顶变形。分析结果为齿轮泵在工作过程中提高齿轮的使用寿命、防止轮齿的断裂及对齿轮作合理的处理等提供参考。     

花键轴增量式滚轧成形坯料直径计算及有限元分析

根据塑性成形体积不变原则,提出一种新型的花键轴增量式滚轧成形坯料直径的计算公式,该公式计算简单且相对误差小于0.1％.其主要思想为:初步计算单齿圆周角范围内的齿形面积,进一步根据分度圆半径与中线圆半径的比较结果进行补偿,从而获得精确的单齿面积、花键轴及其坯料的截面积.此外,对该计算公式进行了不同坯料直径下的花键轴增量式滚轧成形有限元分析验证,结果表明,由该计算公式获得的坯料直径符合工艺要求,成形的花键轴齿廓清晰、齿形填充饱满.     

旋轮结构对高强钢筒形件流动旋压成形影响规律研究

基于ABAQUS/Explicit平台建立了DP600高强钢筒形件流动旋压有限元模型,获得了旋轮成形角、旋轮圆角半径对壁厚偏差和椭圆度的影响规律,并进行了试验验证。结果表明:壁厚偏差随旋轮成形角的增大而增大、随旋轮圆角半径的增大而减小;椭圆度随旋轮成形角和旋轮圆角半径的增大均呈先减小后增大趋势。最佳的旋轮型面参数组合为:旋轮成形角αρ=25°、旋轮圆角半径rρ=3mm,此时旋压件壁厚偏差为0.045mm、椭圆度为0.16mm。试验验证的结果表明,壁厚偏差的试验值与模拟值的误差仅0.003mm;椭圆度试验值与模拟值误差仅0.01mm。由此可见,所建立的有限元模型及模拟结果具有较高的可信度和准确性。     

双切剪剪切过程有限元分析

以激光焊机双切剪为研究对象,对双切剪的剪切过程进行了简化,建立了双切剪有限元模型;对该模型进行剪切过程模拟,分析了剪切过程中的剪切参数;提取剪切过程4个点,将4个剪切点的剪切参数(包括剪切力,剪切力作用点,作用方向等)提取出来对上下剪进行有限元分析,得出上下剪的应力和变形量。     

滚筒式飞剪剪切断裂过程综合分析

以某冷轧生产线上的滚筒式飞剪数据为依据,利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对飞剪的剪切过程进行了模拟。对钢板厚度、相对切入深度、剪刃重叠量、剪刃间隙、刀钝半径、剪切速度、剪刃形状不同条件下的剪切力进行了分析计算。结果表明,随着板厚的增加,最大剪切力时刻的相对切入深度降低。剪刃重叠量增大,剪切力略有所增加。剪切速度增大,剪切力将小幅增大。随着板厚的增加,最小剪切力时刻的剪刃间隙板厚百分比增加。随着剪刃钝圆半径的增大,剪切力增幅较大。结果对滚筒式飞剪力能参数计算和结构设计具有参考价值。     

泵用齿轮副根切重合度的公式创建

为满足外啮合齿轮泵根切齿轮副的设计需要,基于滚齿加工原理,由创建根切半径的计算公式起,推导出一套完整的根切重合度计算公式,据此分析了基本参数对该根切重合度的影响,所得结果由根切齿轮副的三维虚拟模型加以验证。结果表明,根切会使主动齿轮的齿顶点可能进入不了啮合,目前常用齿顶重合度代替根切重合度的计算方法不可靠;除模数外的其它齿形基本参数对根切重合度均有影响,其中变位系数的影响最大;采用齿条刀具的最佳齿顶圆角半径,可以保证根切重合度等于齿顶重合度;当实际的根切重合度过大时,通过降低齿条刀具齿顶圆角半径,可以改善齿轮副的传动质量等。所得根切重合度公式也能为其他常规的根切齿轮副设计,提供一种新的方法。     

不同斧型钻齿切削刃角下的破岩方式

为进一步理解斧型 PDC钻齿破岩机理,建立PDC钻齿破岩的3D有限元模型,对3种不同切削刃夹角的斧型PDC钻齿破岩方式开展对比研究。结果表明:与150°和165°的钻齿相比,135°的斧型钻齿受到的剪切力和切削力更小,从而具有更高的破岩效率。在相同的后倾角、相同的切削深度和相同的切削力下,165°斧型钻齿切削力波动较小,稳定性更高。与立式车床上的实验数据相比,仿真结果与实验结果总体趋势一致,误差在可接受范围内。      

斜齿轮冷精锻模具弹性变形规律数值模拟研究

采用模具应力分析模块模拟分析了某一斜齿轮冷精锻模具的弹性变形,获得了模具应力分布;结合齿形凹模型腔几何特点,得出不同位置的型腔齿廓弹性变形量及弹性变形规律;根据所获得的齿形弹性变形量,采用反补偿法对齿轮凹模型腔齿形部分进行修正,并再次进行数值模拟和分析,比较了修正前后齿形弹性变形量。研究表明,不同高度齿形型腔曲线的弹性变形量变化趋势一致,但各齿形曲线的齿根、渐开线和齿顶3部分变形量不同,从齿顶到齿根和从齿形型腔上端面至下端面,其弹性变形量逐渐减少,凹模型腔齿形修正后可减小成形齿轮弹性变形量,从而为提高斜齿轮成形精度提供了方法。     

基于ANSYS Workbench金刚石圆锯片的力学分析

建立了干切金刚石圆锯片有限元分析模型,利用有限元软件ANSYS Workbench对高速旋转切削金刚石圆锯片进行应力分析。得出圆锯片在受离心力、锯切力和热载荷作用下的应力大小及分布规律。结果表明:根据第三强度理论,锯片干切时产生的应力为535 MPa,已经超出其安全许用应力,所以影响锯片寿命的最大因素是锯切热引起的热应力。离心力与锯切力共同作用时,能使径向热应力减小约3%,同时也会使切向热应力的压应力增大约0.4%。      

PCD木工圆锯片应力模拟分析

PCD木工圆锯片的锯齿结构参数直接影响其加工的表面质量及刀具寿命。本文采用有限元分析方法对不同结构参数的ф300 mm PCD木工圆锯片在切深ap10 mm,转速1 000 rpm切割条件下的应力状况进行了计算机模拟分析。结果表明,当前角γ固定为15°,后角α从12°增加到15°、18°,最大拉应力和最大压应力增加均小于5%,说明刀具后角对锯片应力的影响较小;当后角α固定为12°,前角γ从15°增加到20°,最大拉应力增加了约30%,说明增大刀具前角会显著增加锯片根部拉应力集中度;其最佳结构设计为前角γ=15°、后角α=12°,此时PCD圆锯片具有最小的受力状况。     

金刚石框架锯锯切研究(Ⅸ)-锯条张紧变形和应力的有限元分析

本文对国内外锯切张紧力的理论和测量研究结果、锯条的失稳倾斜进行了全面的综述，然后根据锯切力研究的数据，采用有限元法对不同加工条件下锯条锯齿焊接根部受力和锯条的变形等问题进行了研究。结果表明，在锯切过程中锯条与结块焊接边缘两侧出现应力最大值，因此较易产生疲劳裂纹；锯条的挠度随偏心力的增大而增大；不同结块位置上的锯条受到的力和变形是不同的；在通常的切削过程中，张紧力的存在可以保证锯条的刚性，但不可能因为锯条张紧力和切削力的抵消作用，使得锯条呈现直线状并切削。仅仅在合适的加工条件下，锯条在切削段的局部区域可能表现为相对较为平直和良好的切削接触状态。