通用机床变速箱齿轮组啮合瞬态动力学分析

本文以通用机床变速箱啮合齿轮组为主要研究对象,采用NX软件平台建立齿轮组三维实体模型,通过数据交换接口导入到ANSYS中,并对其进行瞬态动力学分析,得到啮合齿轮组的应力分布,了解齿轮组工作时的应力集中情况,进而为机床变速箱齿轮组的齿形修正和可靠性优化设计提供理论依据。     

硬质合金微槽车刀切削过程切削力和切削温度研究

切削力和切削温度是评价刀具切削性能的重要指标,也是影响刀具耐用度的关键因素。通过切削试验和切削仿真,对比分析了自主研发的硬质合金微槽车刀和原车刀的切削力和切削温度。结果表明:与原车刀相比,微槽车刀的主切削力降低了约5. 1%;进给抗力和切深抗力都有所增加,增幅分别为37. 5%和2. 1%;微槽的置入可增大温度分布曲线的局部波动性,并提高其整体平稳性。本文研究结论可为该硬质合金微槽车刀的后期研究提供理论支撑。     

新型微坑车刀切削AISI4140残余应力影响因素分析研究

为了探究切削用量对新型微坑车刀切削工件表面残余应力的影响规律,应用AdvantEdge切削仿真软件,结合单因素和正交实验,通过微坑车刀和原车刀切削AISI_4140仿真及实验验证。结果表明,原车刀和微坑车刀残余拉应力随切削速度增大,先增大后减小,随进给量的增大而减小,总体上,微坑车刀切削工件残余拉应力更小。残余压应力随切削速度增大,微坑车刀切削工件先增大后减小,随进给量增大先增大后减小。原车刀几乎不变。切削用量对微坑车刀切削工件残余应力影响,进给量最大,切削速度次之,切削深度最小。通过实验验证,相同切削条件下,微坑车刀降低了加工工件表面残余拉应力,提高了加工工件表面质量,一定程度提高了工件的服役寿命。     

新型硬质合金微坑车刀切削能对比研究与预测

切削能绝大部分会转化为切削热,进而直接影响切削温度,因此研究切削能的产生、传递与转化对切削温度的研究尤显重要.本文以304不锈钢专用新型硬质合金微坑车刀创新设计为例,通过对新型微坑车刀和原车刀切削过程的切削能比较研究,建立车刀切削过程切削能与前刀面温度的关系模型,开展新型微坑车刀剪切能和摩擦能的预测研究和切削实验验证.研究结果表明,用实际生产推荐切削参数,干式切削情况下,新型硬质合金微坑车刀相比原车刀,输入能量降低8.96%,剪切能降低10.50%,摩擦能降低5.32%;刀具前刀面的切削温度与剪切能和摩擦能呈正相关关系;所建立切削能预测模型可为复杂切削条件下的切削能预测及前刀面切削温度研究提供参照.      

硬质合金微坑车刀切削304不锈钢时的表面粗糙度研究

304不锈钢因其良好的工作性能和难加工性,成为金属切削加工领域的研究热点尤其是良好的加工表面质量的获取及其控制广受业界关注。基于自主研发的切削性能良好的304不锈钢专用硬质合金微坑车刀,重点研究该微坑车刀切削304不锈钢表面粗糙度的特性。通过对比试验,研究原车刀和微坑车刀切削304不锈钢棒料时的表面粗糙度变化,揭示出微坑车刀切削304不锈钢的表面粗糙度降低机理。利用响应曲面试验,分析切削参数对表面粗糙度的单因素和交互影响规律,建立微坑车刀表面粗糙度预测模型。研究结果表明,微坑车刀相比较普通车刀在切削过程中具有较小的切削力,是导致微坑车刀加工304不锈钢表面粗糙度较低的主要原因;所建立的表面粗糙度预测模型具有较高可靠性,可用于切削参数优化;获得的优选切削参数方案,与实际生产推荐的参数相比,在优选切削参数下获得的表面粗糙度降幅达42.47%。     

硬质合金微槽车刀切削刃近域热力强度分析

车刀前刀面切削刃近域作为金属切削过程高温高压的集中作用区域,其热力强度对刀具切削性能有重要影响。文章以前期工作所获得的切削过程刀屑接触界面平均切削温度和平均切削力作为热载荷和机械载荷,确定出刀屑接触区域范围,合理施加约束和边界条件。将稳态热分析和静力学结构分析相关联,对车刀进行热力耦合分析,根据在热载荷和机械载荷综合作用下主切刃近域的应力分布,对该微槽车刀切刃近域热力强度进行分析评价。研究结果表明,该硬质合金微槽车刀切削刃近域的最大等效应力小于刀具材料的许用强度,即该硬质合金微槽车刀在给定切削工况下进行切削时,刀具切削刃近域强度足够,不会因为强度问题影响切削过程的正常进行。     

硬质合金车刀改进前后切削能对比研究

在金属切削过程中,能量的产生与耗散时刻存在,这会直接影响加工材料的形变与加工质量。以硬质合金车刀为研究对象,借助结合理论计算、切削实验与仿真分析的研究手段,对改进的硬质合金微槽车刀和原车刀在切削高强合金钢过程中切削能的产生、传递与耗散展开研究,从能量角度揭示硬质合金微槽车刀的降温机理。研究发现,硬质合金微槽车刀较原车刀降低了切削过程的能耗,其单位总输入能、单位摩擦能、单位剪切能的降幅分别为5.1%,10.4%和3.4%;从能量耗散角度分析发现,硬质合金微槽车刀切削区平均温度低于原车刀,且理论计算和实验分析结果与仿真结果一致。研究结果为硬质合金微槽车刀的深入研究提供了理论支持,为其它类似金属加工过程中切削能量的对比研究提供了有效的参考。     

某型取力器箱体结构强度分析

以取力器箱体为主要研究对象,采用CAD软件UG建立箱体、齿轮、轴等三维实体模型,通过数据交换接口导入到有限元分析软件ANSYS Workbench中,并对箱体分别进行静、动力学分析,得到了箱体的应力分布,将不同分析结果进行对比,进而为准确分析箱体的结构强度和可靠性优化设计提供理论依据。     

基于Oxley理论的40CrMnMo合金钢车削过程剪切区应力应变行为研究

基于Oxley-Welsh切削理论和40Cr Mn Mo工件材料的车削试验,综合考虑剪切区材料尺寸变化、温度及加工硬化等因素对剪切区应力应变行为的影响,探讨了40Cr Mn Mo工件材料切削过程中切削用量对剪切区应力应变的作用规律。研究结果表明:车削过程中工件材料40Cr Mn Mo剪切区的静水压应力与剪切流动应力的差对40Cr Mn Mo工件材料的均匀塑性变形有显著影响;静水压应力大表明剪切区材料加工硬化作用明显,温度对工件材料热软化作用弱,材料塑性变形均匀;当v_c=115m/min、f=0.42mm/r、a_p=3.5mm时,40Cr Mn Mo工件材料剪切区静水压应力与剪切流动应力的应力差最大,其均匀塑性变形最佳,抗不均匀塑性变形能力最强。     

通用机床变速箱齿轮组的修形设计与研究

以通用机床变速箱啮合齿轮组为主要研究对象,针对齿轮组啮合过程时变应力不稳定且超过材料许用应力问题,提出了啮合齿轮组齿形修正的优化设计方法。并对该齿轮组进行瞬态动力学分析,得到啮合齿轮组的应力分布,降低了该通用机床变速箱齿轮组啮合最大时变应力,进而保证了变速箱齿轮组啮合过程的稳定性和可靠性。