带锯条圆锥铣齿刀磨里孔与铲齿加工的设计

<正>1引言目前,在我国生产带锯条铣齿刀的厂家比较少,而且都以加工圆柱形带锯条铣齿刀为主。随着带锯条市场在国内销量的日益加大,带锯条的品种也日趋丰富。带有前角的带锯条,能够提高切削效率,适用范围广,市场需求量很大。但是该锯条需要用带锯条圆锥铣刀加工齿形。由于锯条使用条件不同,     

弧齿锥齿轮铣齿加工三维应力仿真及分析

根据弧齿锥齿轮轮坯、刀盘及机床调整参数,建立了弧齿锥齿轮的三维加工模型。研究了金属切削加工有限元分析中所涉及的刀屑界面摩擦模型、刀屑接触定义、切屑分离准则等相关关键技术。建立了弧齿锥齿轮铣齿加工过程的有限元模型,通过ABAQUS软件仿真模拟出了不同工艺参数和刀具参数下的铣齿加工过程,得到了切削层形态及应力分布结果。研究结果表明:刀具前角增大,切削层变形减小,主切削力减小;切削速度增大,主切削力减小;刀具的合理前角应取为20°,切削速度应根据实际情况取较大值。同时也为选取和研究弧齿锥齿轮加工工艺参数提供了一套有效的方法。     

铣齿断续切削机理的研究

大模数齿轮铣削具有多刃断续切削和变切屑厚度等特点,属于典型的非自由强力切削.主要从切削力、切屑形态、表面质量等方面对铣齿断续切削的机理进行研究.采用指数经验模型,应用微段切削刃受力积分获得单个刀片瞬时合成转矩,随后考虑刀盘上刀片的分布情况,获得刀盘周期性的载荷,提出铣齿断续切削转矩的计算模型.应用间接测量的试验方法,采集三相异步电动机的主轴输入电流,重构得到切削力,另外通过试验测量出切削变形比,应用理论公式获得切削力.将试验数据和理论计算结果与计算模型进行比较,验证了铣齿加工切削转矩模型的正确性.对切削过程中的残余高度进行几何分析,获得其计算方法.初步完成对铣齿断续切削机理的分析,对铣齿加工精度提供指导作用.     

大口径厚壁管内孔轴向车铣加工的切削参数优化

针对目前镗削加工大口径厚壁管内孔效率和加工质量较低的问题,提出了采用轴向车铣工艺对大口径管内孔进行加工。根据轴向车铣加工工艺的特点,选择了切削速度、每齿进给量、有效切削刃长度等3个切削参数作为设计变量,确立了最大金属去除率的目标函数,依据实际加工条件设计了相应的约束条件,最终建立了切削参数优化数学模型。对于有约束的非线性目标函数,采用了基于MATLAB软件的多维约束优化有效集算法进行了优化求解,得到了最优的切削参数,通过实例验证了优化模型及方法的可行性。     

从动弧齿锥齿轮的精锻工艺与精锻加工试验

在实际生产中,有很大一部分传动比大并且大轮的节锥角在60°以上的弧齿锥齿轮副,其从动大轮可以考虑采用精锻工艺生产,小轮采用常规铣齿工艺与大轮相配。根据以上加工方法,设计具有良好啮合性能的齿面加工参数,并根据该加工参数创建齿轮副的精确三维模型,本模型可以用于制作弧齿锥齿轮的精锻大轮模具。以一对弧齿锥齿轮为例,完成了大轮的精锻工艺试制,以及小轮的铣齿配对试验。试验结果表明,精锻大轮的齿距误差精度可以控制在7~8级,小轮通过铣齿加工与精锻大轮相配,齿面接触区良好。本工艺可以大幅度的提高弧齿锥齿轮的生产效率,降低能耗,增大齿轮副的整体强度,具有广阔的应用前景。     

高速钢丝锥刃口电解强化技术

研究一种刀具刃口的电解强化方法,以期提高刀具寿命和切削稳定性.设计刀具刃口电解强化装置和工艺流程.以高速钢丝锥为实例,确定刀具刃口电解强化的电解液配方,选择阴极材料等工艺参数,研究刃口强化量与极间距离、电流密度、抛光持续时间和极间电压之间的关系.用优化工艺参数电解强化处理丝锥,刃口整齐,丝锥各刀齿刃口强化量均匀,符合刃口强化的几何形状,刃口强化后丝锥前刀面表面粗糙度降低.利用以上研究结果,进行切削40Cr、ZG230～450和1Cr18Ni9Ti的切削试验,加工400r和ZG230～450丝锥寿命提高2倍左右,加工不锈钢丝锥寿命影响不明显.研究表明,采用电解强化方法处理高速钢丝锥可以提高其使用寿命,效果与被加工材料和刃口强化量有关.     

在线测量带锯条分齿量专用检具设计

<正>在生产加工过程中为使带锯条与被锯工件保留一定间隙而使锯齿交替分布于锯带左右两侧,锯条在切削过程中形成切削间隙,锯齿向锯带侧面的凸出量,即分齿量。分齿量的大小和偏差在标准中有明确要求,且分齿量的分布情况对锯条切削寿命和锯切金属表面的质量关系很大,因此在生产过程中必须严格检验和控制。工艺要求在分齿加工过程     

高速干切滚齿工艺系统切削热全过程传递模型

高速干切滚齿工艺消除了切削油/液的使用,是一种绿色高效的齿轮制造工艺。切削热伴随着高速干切滚齿工艺全过程且区别于传统湿式滚切工艺,是造成干切滚刀磨损和机床热变形的重要因素,直接影响制造成本和加工精度。根据干切滚刀周期性断续传热特性,综合考虑切削热在切屑、工件、干切滚刀、冷却介质以及滚齿机床加工空间的传递规律,提出将高速干切滚齿工艺系统切削热的发生与传递全过程划分为三个阶段的研究思想,从关系模型和热传递方程两个层面建立了高速干切滚齿工艺系统切削热全过程传热模型,包括切削接触界面热传递、切削区域热传递和机床加工空间热传递三个阶段的模型,然后基于工艺仿真试验对所建模型进行了应用研究,揭示了高速干切滚齿工艺系统的切削热在工件、干切滚刀、切屑中的动态变化规律,最后通过试验验证了模型的有效性。     

螺旋内齿圈拉刀精切齿磨削方法研究

螺旋内齿圈拉刀是加工螺旋内齿圈的重要工具,其精切齿的齿升量结构复杂、齿形精度要求高,对磨削制造的效率和质量提出挑战。针对螺旋内齿圈拉刀的精切齿磨削加工,在对切削齿进行几何结构与刀体分布建模的基础上,以保证磨削表面质量、提升加工效率、易于程序化等为目标,剖析磨削工艺与保障策略,设计出适用于拉刀精切齿精细结构的无干涉磨削工艺与路径实现方法。基于螺旋内齿圈拉刀精切段的双螺旋结构进行切削齿坐标的参数化建模,并对精切齿非对称齿升量的分布模型进行解析与建模。从制造工艺保障与加工效率提升等角度对精切齿的磨削工序进行分析与规划,并设计优化的磨削加工路径,同时提出参数化驱动的精切齿磨削路径控制算法。此外,基于成型磨削接触线对精切齿侧面完备且无干涉磨削的行程进行分析与计算,并进一步针对可行砂轮半径最大化进行磨削工艺条件的优化分析。最后,通过计算一把螺旋拉刀的磨削参数与磨削工艺条件对本研究的实用性进行验证。     

加工渐开线齿廓的数控车铣宏程序研究

在FANUC数控系统进行编程,采用正交车铣加工方式对渐开线外齿轮齿廓进行了宏程序数控加工编程,并且在Mazak200Y数控车铣加工中心上完成了切削加工,经检测齿廓加工精度及表面粗糙度达到加工要求。     

齿轮单齿分度加工工艺优化及试验研究

为了解决单齿分度成形加工方法存在单个齿距规律性的误差波动等问题,提出一种新的齿轮加工单齿分度工艺—均布分度工艺。首先,基于传统单齿加工的工艺原理,建立均布分度工艺的基本理论。然后以均布分度工艺为指导,建立齿槽加工顺序编号和对应的齿槽相位编号求解模型,并利用所建立的模型优化数控加工程序。最后,在成形铣齿机上分别采用均布分度工艺、连续分度工艺及跨齿分度工艺进行铣削实验,测量报告显示,均布分度工艺、连续分度工艺及跨齿分度工艺铣削的齿轮的齿距精度分别为6级、10级和11级(ISO 1328-1:1997)。结果表明,采用均布分度工艺可以有效减小工艺系统热变形和刀具磨损对齿距精度的影响,提高了齿轮的加工精度。     

双金属带锯条齿距与切削力关系研究

齿距是双金属带锯条设计、选型和应用的关键参数。根据带锯条在切削过程中的受力特点,分析了带锯条常见失效形式(切斜)的主要原因是带锯条背部产生弯曲形变。这种弯曲形变与带锯条所受到的切削力、进给力、张紧力以及齿距选型相关。从切削用量的角度,建立了带锯条单齿切削深度与齿距的关系,并且通过计算和实验证明增加齿距可以降低切削力和进给力,但也会使单个锯齿受力增加、磨损加快。     

小模数弧齿锥齿轮的高速干切削技术及加工试验研究

传统的小模数弧齿锥齿轮铣齿加工需要使用大量切削液,不仅会造成环境污染,还增加了生产成本;新型高速干切削工艺不使用切削液,减少了环境污染,且可提高生产效率.基于斜角切削理论,将斜角切削等效平面法与弧齿锥齿轮加工理论相结合,研究了小模数弧齿锥齿轮高速干切削工艺.针对小模数孤齿锥齿轮的高速干切削工艺特点,建立斜角切削热力耦合模型,利用Abaqus有限元软件,仿真分析了不同工艺条件对切削力的影响.选取硬质合金作为刀具材料,讨论了小模数弧齿锥齿轮的高速干切削工艺过程,并通过加工试验验证了该工艺的可行性.研究为该工艺的实施提供了参考依据.     

模具侧壁加工中切削刃形状对加工精度和刀具寿命的影响

高硬度模具侧壁精铣加工需要抑制长悬伸刀具的震颤,提高切削刃强度.切削刃形状参数主要包括刀具前角和刃口钝圆半径(或倒棱宽度),通过切削试验分析轴向前角和切削刃钝圆半径对加工表面精度和刀具寿命的影响规律,优化刀具刃口形状,可以获得更优良的加工精度和更长的刀具寿命.     

基于CATIA的高精度滚齿加工仿真与精度验证

现有滚齿加工仿真方法难以遵循实际加工参数,且未对仿真所获模型进行有效的齿面精度测量,因此无法为实际滚齿加工作出有效指导,为此提出一种高精度的滚齿加工仿真与精度验证方法.基于Catia设计平台,通过Catia内平移、旋转、布尔运算等命令结合二次开发功能,经提取包含主运动与展成运动特征的初步齿槽模型,后将初步齿槽模型与齿坯进行垂直进给运动的模拟切削,完成了高精度的滚齿加工仿真.通过建立标准齿面点集对仿真模型齿面进行精度测量,得到了仿真齿面的误差分布,且所得仿真模型中最高齿面精度误差在1μm以下,验证了滚齿加工仿真方法的正确性与仿真模型精确性.     

错齿分屑原理在插铣刀具的应用研究

本文分析了插铣加工工艺的优势,插铣加工对比侧铣加工具有加工效率高、加工系统刚性好等特点。通过结合插铣刀具的加工原理,如插铣刀具刃倾角和主偏角决定了刀具所受径向力的大小和方向等,对设计专用的插铣刀具提供了理论基础。同时,提出了将错齿分屑原理应用于插铣刀具的设计,并分析了错齿分屑原理应用于插铣刀具后会有效减小插铣加工时的切削力,进而减小切削震动,提高切削稳定性。错齿分屑插铣刀具将大幅提高插铣工艺中的刀具使用寿命,对插铣工艺的推广具有重要意义。     

钻头主切削刃的修磨及跳动测量

在钻削加工中,钻头主切削刃的跳动量直接影响加工孔的精度与要求.就钻头主切削刃的跳动、刃口修磨与测量作了分析并介绍了解决的方法.     

旋风铣削加工刀齿切削力在线测量与预报

为在线监测螺纹硬旋铣过程的刀具状态、研究其切削机理、实现硬旋铣工艺的高性能加工,提出一种用于旋铣工艺的压电式刀齿三向切削力在线测试系统。结合旋铣工艺运动特征对测试系统进行性能要求分析和结构设计,并运用有限元法分析测力仪结构设计的合理性,通过静态加载试验和锤击模态试验获得测力仪的主要性能参数,将测试系统用于旋铣工艺刀齿切削力的测量。为验证试验数据的有效性,建立基于剪切与犁切效应的双圆弧螺纹滚道旋铣切削力预报模型。试验数据与预测数据取得了很好的一致性。结果表明所研制测试系统完全适用于螺纹旋铣过程刀齿切削力的测量,将为深入研究硬旋铣工艺的加工机理提供重要技术手段。     

铣-铣复合加工方法的刀具寿命分析研究

提出了刀盘在低转速下就能实现高速切削的铣-铣复合加工新方法,铣-铣复合加工方法与普通端面铣削相比铣削力大幅度降低,在铣-铣复合加工方法中总滑动距离被平均分配到了立铣刀的每个齿上,由于在切削力和总滑动距离方面存在优势,所以在采用铣-铣复合加工方法与传统的端面铣削方法去除同样体积工件材料的情况下,铣-铣复合加工方法可延长整个刀具的寿命。     

SolidWorks在输送齿条夹具设计中的应用研究

根据某型木材切割设备中输送齿条零件的特点,制定批量加工工艺。运用Solid Works设计软件为铣齿顶面、铣两侧面、铣底面等4道铣削工序设计专用夹具;根据六点定位原理,分析定位的合理性。综合考虑毛坯材料、刀具、切削用量等情况,计算毛坯在切削过程中的切削力,运用Simulation有限元分析模块对毛坯进行静力和模态分析,验证毛坯在铣齿面工序中是否能满足精度要求,并根据分析结果对原工艺进行改进。提出了控制毛刺问题的解决方案。运用SolidCAM辅助制造模块,编制数控加工程序,模拟刀具运行轨迹,验证了夹具设计的合理性。