近些年,弧齒錐齒輪、準(zhǔn)雙曲面齒輪等螺旋錐齒輪憑借其承載能力大、傳動平穩(wěn)、噪聲小等優(yōu)點,在汽車傳動系統(tǒng)等機械傳動領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛,人們對齒輪的力學(xué)性能要求和表面質(zhì)量要求越來越高。齒輪表面質(zhì)量的好壞直接影響著齒輪的摩擦因數(shù)、嚙合噪聲、疲勞強度等方面,甚至影響齒輪的穩(wěn)定性、壽命和安全性。由于螺旋類齒輪的齒面幾何結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜,一般采用專用銑刀進行銑齒加工,加工表面質(zhì)量有待進一步提高。銑削加工金屬材料時,刀尖附近部分要產(chǎn)生變形和磨損,這種形變和磨損與工藝的選擇和參數(shù)的設(shè)置密切相關(guān),是各種條件造成的變形疊加,同時還要附加材料和刀尖接觸所產(chǎn)生的熱影響。眾多因素中,切削速度、進給量、切削深度三個參數(shù)的選擇對工件的加工質(zhì)量、加工精度、加工效率等有直接影響。采用Deform軟件進行模擬是研究銑削參數(shù)的有效方式。以輕型汽車傳動齒輪常用材料20Cr Mn Ti作為研究對象,首先按照后續(xù)響應(yīng)面法優(yōu)化的需求進行銑削加工參數(shù)分組,依據(jù)真實銑削加工參數(shù)建立理想仿真模型;接著將切削速度、進給量、切削深度三個參數(shù)按15組不同組合方式對刀尖磨損量、刀尖溫度、工件溫度三目標(biāo)因素進行有限元模擬;結(jié)合響應(yīng)面方法,以模擬結(jié)果為依據(jù)... 

【文章來源】：華北理工大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 汽車齒輪簡述及其發(fā)展
        1.2.1 國內(nèi)汽車齒輪加工研究
        1.2.2 國外汽車齒輪加工研究
        1.2.3 國內(nèi)外汽車齒輪加工發(fā)展方向
    1.3 課題研究內(nèi)容與方法
    1.4 課題研究的目的與意義
第2章 建立銑削仿真模型
    2.1 有限元仿真介紹
    2.2 有限元模型條件
        2.2.1 Johnson-Cook本構(gòu)模型
        2.2.2 材料斷裂準(zhǔn)則
        2.2.3 接觸摩擦特性
        2.2.4 熱傳導(dǎo)方程
    2.3 DEFORM軟件介紹
    2.4 DEFORM模型建立
        2.4.1 工件及刀具網(wǎng)格劃分
        2.4.2 工件及刀具的加工約束
    2.5 小結(jié)
第3章 銑削模擬仿真實驗
    3.1 模擬條件設(shè)定
    3.2 模擬結(jié)果
    3.3 模擬結(jié)果分析
    3.4 小結(jié)
第4章 基于響應(yīng)面法的切削工藝參數(shù)預(yù)測及多目標(biāo)優(yōu)化
    4.1 響應(yīng)面法介紹
    4.2 切削工藝參數(shù)預(yù)測模型的建立
    4.3 響應(yīng)面分析圖及數(shù)據(jù)分析
        4.3.1 刀尖溫度預(yù)測模型的統(tǒng)計分析
        4.3.2 工件溫度預(yù)測模型的統(tǒng)計分析
        4.3.3 刀尖磨損預(yù)測模型的統(tǒng)計分析
    4.4 預(yù)測值與實際值比較
        4.4.1 刀尖溫度
        4.4.2 工件溫度
    4.5 NSGA-II多目標(biāo)遺傳算法介紹
    4.6 切削工藝參數(shù)的多目標(biāo)優(yōu)化模型的建立
    4.7 多目標(biāo)優(yōu)化結(jié)果
    4.8 Deform仿真驗證
    4.9 小結(jié)
第5章 銑削實驗驗證
    5.1 20Cr Mn Ti材料
    5.2 銑削加工實驗
        5.2.1 實驗機床、刀具選擇
        5.2.2 試樣制備及參數(shù)設(shè)定
    5.3 檢測表面粗糙度
        5.3.1 實驗儀器及原理
        5.3.2 實驗步驟
        5.3.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析
    5.4 檢測表面硬度
        5.4.1 實驗儀器及原理
        5.4.2 實驗步驟
        5.4.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析
    5.5 檢測表面金相組織
        5.5.1 實驗儀器及原理
        5.5.2 實驗步驟
        5.5.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析
    5.6 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
在學(xué)期間研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]汽車齒輪珩齒加工缺陷的工藝改進新方法[J]. 陳宇.  汽車工藝與材料. 2020(03)
[2]基于球頭銑刀的弧齒錐齒輪小輪銑削加工方法研究[J]. 魏巍,張連洪.  制造技術(shù)與機床. 2019(08)
[3]考慮軸變形影響的零度弧齒錐齒輪傳動誤差計算研究[J]. 彭山東,唐進元,周元生.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2019(07)
[4]Deform—3D有限元模擬技術(shù)在齒輪加工中的應(yīng)用與前景[J]. 王紅亮.  世界有色金屬. 2019(05)
[5]我國非連續(xù)增強鋁基復(fù)合材料的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 張琪,王國軍.  輕合金加工技術(shù). 2019(05)
[6]面齒輪高速銑削數(shù)控加工方法研究[J]. 明興祖,王紅陽,申警衛(wèi),金磊,明瑞.  機械傳動. 2019(04)
[7]四軸立式加工中心加工螺旋錐齒輪的方法與策略[J]. 徐文涵,裴幫,魏冰陽.  礦山機械. 2019(04)
[8]基于Inventor參數(shù)化建模的錐齒輪設(shè)計[J]. 劉鵬飛.  農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備. 2019(03)
[9]螺旋齒輪加工工藝研究[J]. 龐雄南.  中國新技術(shù)新產(chǎn)品. 2019(05)
[10]基于近似模型的銑削工藝參數(shù)可靠性設(shè)計優(yōu)化[J]. 尚寶平,閆富宏,劉高峰,陳振中,邱浩波,李曉科.  中國機械工程. 2019(04)

碩士論文
[1]冷風(fēng)條件下CMP硬質(zhì)合金刀片加工鈦合金的切削性能研究[D]. 袁彪.湘潭大學(xué) 2018
[2]基于加工中心的螺旋錐齒輪加工方法研究[D]. 王戈.重慶理工大學(xué) 2017
[3]高速切削鈦合金刀具磨損仿真的研究[D]. 張富君.沈陽理工大學(xué) 2016
[4]TC4鈦合金銑削過程預(yù)測和表面質(zhì)量分析[D]. 彭東彪.天津大學(xué) 2012



本文編號：3175413