畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文研制、改進(jìn)一臺(tái)齒輪滾刀檢測(cè)裝置說明書-資料下載頁(yè)

【導(dǎo)讀】在工業(yè)化發(fā)展的今天，各種機(jī)械產(chǎn)品層出不窮，精度要求不斷提高。輪傳動(dòng)作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的重要組成部分，其精度高低直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。具，尤其是阿基米德齒輪滾刀在加工各種齒輪的過程中得到了廣泛的應(yīng)用。所以，對(duì)阿基米德齒輪滾刀精度的分析檢測(cè)是非常有必要的。本設(shè)計(jì)主要任務(wù)是對(duì)零前角阿基米德齒輪滾刀的齒形誤差進(jìn)行檢測(cè)。進(jìn)給工作臺(tái)零件圖，立柱導(dǎo)軌零件圖。更高的要求，特別是各行業(yè)生產(chǎn)設(shè)備。性能的好壞主要又是由構(gòu)成設(shè)備的零部件精度決定。握，決定了公司的效益。所以，各大齒輪制造商在擴(kuò)大齒輪產(chǎn)量、增加齒輪品種的同時(shí)，因此，研究阿基米德齒輪滾刀的測(cè)量技術(shù)和研制相應(yīng)。滿足人們生產(chǎn)需要。由于齒輪的種類很多，其生產(chǎn)批。的，這種加工方法稱為無瞬心包絡(luò)法。根據(jù)不同的生產(chǎn)要求和條件，選用結(jié)合市的齒輪刀具是很重要的。齒輪的幾何特征。

　　

【正文】 附錄 1 絕熱高速切削有限元模型 摘要 二維正交切削過程的有限元模型 正在 發(fā)展 。 仿真 是 使用標(biāo)準(zhǔn)的有限元軟件 結(jié)合一個(gè)特殊的電動(dòng)機(jī) ， 這種電動(dòng)機(jī)是 能 夠 以網(wǎng)捕捉 的形式用有規(guī)律的 四邊形和 三角形 在剪切 區(qū)域完整的捕捉事物。重現(xiàn)事物和確保數(shù)據(jù)收斂的這種技術(shù) 已經(jīng)尋找到了 。 分割 碎片 有序排列和分割過程還在研究過程中 。 令人特別關(guān)注的是剪裂帶 產(chǎn)生的問題 。 彈性性能 和切割速度 的影響也正在 討論 。 Elsevier 公司 2020 科技有限公司保留所有權(quán)利 。 關(guān)鍵詞 ： 加工 ； 有限元 ； 格 ； 芯片分割 ； 絕熱剪切帶 言 鈦合金 Ti6Al4V 被廣泛應(yīng)用于航空航天及其他工業(yè)應(yīng)用 。 這些合金大部份 是應(yīng)用 于機(jī)械加工 。 因此設(shè)計(jì) 具有更好的可加工性鈦合金是一個(gè)值得研究的目的 。 為了達(dá)到這一目的 ,找出嚴(yán)重影響 材料 可加工參數(shù) 是非常必要的 。 這項(xiàng)工作可以利用有限元計(jì)算機(jī)模擬 的 參數(shù)研究 方法來完成 。 一旦 這 最有前途的設(shè)計(jì) 方法被肯定 ,實(shí)現(xiàn) 合金 改用的最后的一步材料設(shè)計(jì)過程就完成了 。 這種方式類似于標(biāo)準(zhǔn) 的 CAE 生產(chǎn)周期 ， 只有 僅有少量幾個(gè) 原型 被建立 。 創(chuàng)造一個(gè)金屬切削過程 的 可靠的計(jì)算機(jī)模型在這個(gè)過程中是一個(gè)關(guān)鍵步驟 。 在本文中 ， 我們?cè)谝恍┘?xì)節(jié) 描述了 這種模型 。 它使用標(biāo)準(zhǔn)的有限元軟件 來 計(jì)算 ， 從而保證可移植性和靈活性 。 隨著嚙合算法 的要求迫切 ， 特別預(yù)處理器已經(jīng)研制成功 ， 這 個(gè)特別的處理器是用 C++編程 ， 且可能應(yīng)用于不同平臺(tái) 。 本文安排如下 ； 第 2 部分在 對(duì)模型要求的一個(gè)簡(jiǎn)短說明 之后， 第 3 部分對(duì) 有限元模型 進(jìn)行詳細(xì)介紹。 第 4 簡(jiǎn)述了一 些模型 的加工 成果 ， 重點(diǎn)放在細(xì)節(jié)的切屑形成過程 。 第 5總結(jié)工作 ， 并指出今后的研究目標(biāo) 。 39 問題 在金屬切削過程中 ， 材料被 切割工具從工件表面 切除 ， 碎屑形成 。 這個(gè)問題涉及塑性大變形 ， 隨著 刀具和工件 、 工具和 碎屑之間的 摩擦產(chǎn)生大量的熱量 。在刀具前端 工件材料 的分離 也 已經(jīng)被模擬 。 隨著 材料參數(shù) 的 影響 對(duì)材料設(shè)計(jì)的考慮比對(duì)加工過程本身更重要。這個(gè)切削過程的模擬就是 指 正交切削 。 這個(gè) 過程是 用 二維模擬 的 ,這大大減少了計(jì)算機(jī)所需要的計(jì)算時(shí)間 。更 進(jìn)一步簡(jiǎn)化是做 非常嚴(yán)格的 假設(shè) 的 工具 。 在仿真 中 摩擦與熱流 進(jìn)入 工具 已經(jīng) 被忽略 ，但是 可以很容易被包括在內(nèi) 。 這種忽略的原因是 ， 有必要盡可能簡(jiǎn)化切削過程 ，像 下文將作解釋 那樣， 透視其背后的機(jī)制 。 另外 ， 毫無塞爾馬輻射從表面上的 碎屑產(chǎn)生，在材料邊界 也 沒有 的熱傳導(dǎo)。 綜上所述 ， 高速切削是一個(gè)非線性問題 。它已經(jīng)被 一個(gè)完全熱力耦合有限元模型模擬 。 因此 ， 編制了有限元法處理金屬切削加工 時(shí)的 劃傷 問題就成為 一個(gè)艱巨的任務(wù) ， 利用商業(yè)有限元軟件是一個(gè)有吸引力的替代方案 。 現(xiàn)代有限元軟件可以在原則處理這類強(qiáng)非線性問題 。在 我們的研究 中， 我們決定用 ABAQUS 中 /標(biāo)準(zhǔn)程式系統(tǒng) ，這種系統(tǒng) 允許定義復(fù)雜的接觸狀況 ，盡量避免定義材料屬性， 在多方面 保證程序 可定制的 ， 包括由用戶自定義子程序 。我們假定 以下 大部分 的 方法 可以應(yīng)用于 同樣 大的有限元 包 。 由于使用的標(biāo)準(zhǔn)化軟件 ， 方程 公式 (有限元法 ， 熱耦合 ， 一體化計(jì)劃 ， 等 )可以 在別的 非常詳細(xì)的 資料中 找到 [3]。 金屬切削過程中許多有限元模擬所用明確的方法 (例如見 [17] )都能被演示。這些公式方法都是有保證的。 (概述了切削過程 中有 有限元 能夠被在[16]中好到 )。 盡管如此 ， 決定用一個(gè)隱碼 . 在模擬 過程中匯總被 檢查 ， 但迭代過程不再保證銜接 。 利用 ABAQUS /標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)含編碼有一個(gè)好處 ， 實(shí)行模擬 過程中允許 用戶 在很大的范圍內(nèi) 靈活的自定義子程序 。 這種套路 ,可以用來執(zhí)行復(fù)雜的材料分離準(zhǔn)則 。 此外 ， 如果本地網(wǎng) 有 細(xì)化的需要 ， 隱碼有較好的標(biāo)度行為 。 如果狹窄剪切帶形式 , 命令執(zhí)行的 單元尺寸為 1 鎊或不足 1鎊是必要的 (見第 節(jié) )優(yōu)勢(shì) ， 在 CPU 使用時(shí)間有明確的算法 ， 將大大降低 。 如果摩擦的影響較大 ， 一個(gè)明確的方法可能是上 好的，然而， 并非如此 。另一方面 ， 明確方法往往需要改變一些物理參數(shù) ， 如密度或工具的速度 ， 或用人工粘性 。 我們認(rèn)為 , 如果銜接能夠達(dá)到 ， 沒有任何理由去考慮的一個(gè)隱模擬不亞于一個(gè)明確的 。 也不同于許多其他的模擬 ,我們充分利用綜合階四邊形 ，它 有優(yōu)于三角 40 元素更好的收斂性能 . 這 個(gè)問題的 進(jìn)一步討 論在第 節(jié) 。 當(dāng)正交 切削時(shí)， 鈦合金形式分割 碎屑 (見圖 9 )。 金屬切削過程中任何詳細(xì) 的 模擬 都必須能夠 借此分割考慮 。 碎屑 分割背后的機(jī)制仍然沒有完全弄懂 [12， 15， 25， 26]。 顯然 ， 所謂的絕熱剪切 在 分割過程 起了 突出的作用 : 剪切帶材料熱軟化 導(dǎo)致在這個(gè)區(qū)域產(chǎn)生 變形 。在 軟化 和 變形 之間 的反饋 引起狹長(zhǎng)區(qū)域附加巨大 變形 , 而周圍的 材料 只 產(chǎn)生 微 小 變形 。然而， 不知道絕熱剪切帶是否 是由裂縫延伸到材料中引起的 成的 ，這在 [25]是 作為假設(shè) 。 如果這是正確的， 應(yīng)力集中在裂紋尖端誘 引起 剪切帶形 變 (見例如 [5] )。 在這里通過對(duì) 該 模型 描述 ,我們假定 碎屑 分割是 由 純絕熱剪切 ,不是 裂縫 引起的。 很顯然 , 剪切帶材料點(diǎn) 的 有效塑性流動(dòng)曲線必須 表明最大值。 我們 選用一個(gè) 使溫流動(dòng)曲線出現(xiàn)最大值曲線流場(chǎng) ， 詳細(xì)解釋見 節(jié) 。 如果分割 碎屑 形式 ,集中應(yīng)力 導(dǎo)致了 碎屑 (近似 )連續(xù)變形 。 必須采取措施 ， 以 避免 有限元網(wǎng)格 因 扭曲 太大而 變形 ， 尤其是在 用 四邊形 元素 仿真的 的過程中。 綜上所述 ,模擬 需 滿足下列要求 : ?盡可能定期使用四邊形 ， 避免極端網(wǎng)格扭曲 ； ?剪切帶 內(nèi) 高密度網(wǎng) 格； ?碎屑 連續(xù)變形 (分割 )； ?隱式算法收斂 ； ?為得到 可移植性和靈活性 使用標(biāo)準(zhǔn)軟件 。 在金屬切削模擬 ，為 自動(dòng) 形成 網(wǎng)格 算法的選用 是 固定 的 ，如用 拉格朗日方 算法， 元素扭曲變大 ， 尤其是 分割碎屑 形式 。頻繁重復(fù)分割以避免 分子扭曲 太大。在材料移出的 剪切帶它也可以用來制造 精確 網(wǎng) 格 (見 插圖 6)。 然而 ,標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng) 格 發(fā)電機(jī)是不能處理復(fù)雜的任務(wù) 。 因此 ， 預(yù)處理程序 已經(jīng)編輯了能夠分割曲率很大的被用 四邊形 剪切生成的區(qū)域程序。 剪切帶 的 位置是 用幾何判據(jù) 和 網(wǎng)格細(xì)化自動(dòng) 決定的。 預(yù) 處理程序?qū)?在下一節(jié)描述 。 隨后 ，對(duì) 網(wǎng)格生成過程和建模的分割 的 詳細(xì) 內(nèi)容 作解釋 。 網(wǎng)發(fā)電 的原理 過去的 預(yù) 處理程序 (被 稱為 pre++ )都是用 標(biāo)準(zhǔn) 數(shù)據(jù) 庫(kù) 在 C++中寫的， 因此 ，可以 移植到不同的平臺(tái) 。 預(yù) 處理程序被 用來計(jì)算幾何參數(shù)數(shù)據(jù) ， 使模型參數(shù) 輕松 改變 。 它適用于 二維三維空間中 各種各樣的問題 。 生成四邊形最簡(jiǎn)單的辦法是 劃分 組 件 的物理區(qū)域 ，組件是被 四條線 和 一 41 個(gè)映射單位正方形 限制的。 單位正方形 有規(guī)律的 嚙合可以映射回 用等角投影的 該地區(qū)本身 。細(xì)節(jié)的 詳細(xì)敘述 見 〔 23， 24〕 。 如果我們?cè)?真實(shí)空間內(nèi)用 (x,y)，在平面內(nèi)用（ ξ ， η ）定義 坐標(biāo) ， 一般曲線坐標(biāo)系可以 通過解 拉普拉斯方程 來 定義 0xx yy???? （ 1） 0xx yy???? （ 2） 這里的 xx? 表示 22x???，等等。 這個(gè)方程系統(tǒng)的物理解釋 :當(dāng)兩個(gè)對(duì)立 邊攜帶 不同的電壓 ， 坐標(biāo) 協(xié)調(diào) 電場(chǎng) 區(qū)域的等 勢(shì)線 。 把 坐標(biāo) （ ? ， ? ）作 為獨(dú)立變數(shù) ， 這當(dāng)然是很容易 求解的 方程 。 在這種情況下方程已被顛倒過來 ， 求解 ? ? ? ? ? ?2 2 2 220x y x x x y y x x y x? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? （ 3） ? ? ? ? ? ?2 2 2 2x y y x x y y y x y y? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? （ 4） 這是一個(gè)半橢圓形的線性方程組求解 ， 可以解決使用標(biāo)準(zhǔn)方法 。 嚙合算法通常是用來制造網(wǎng)在一個(gè)物理地區(qū) ， 是經(jīng)過了一個(gè)有限元計(jì)算 的結(jié)果 ， 因?yàn)樗?被 用來自動(dòng) 生成 網(wǎng)格的過程 。 因此 ，界限被 計(jì) 算步驟 定義， 因此已經(jīng)離散 。 求解 方程， 定期矩形網(wǎng)使用的網(wǎng)格大小的選擇應(yīng)小于最小距離 ， 使等量的舊與新網(wǎng) 相 同 。 由于不規(guī)則形狀的區(qū)域解點(diǎn)數(shù)目已是一個(gè)相當(dāng)大的 數(shù)據(jù)，謹(jǐn)慎 選擇算法是有 優(yōu)勢(shì) 的 。 我們已經(jīng) 制定 了一個(gè)多重算法 ，詳細(xì)介紹見 勃蘭特 [7]。 這種算法的優(yōu)點(diǎn)是快速 ， 穩(wěn) 定， 而且 也 給出一個(gè)截?cái)嗾`差 的 估計(jì) 。 這種計(jì)算方法可以起到數(shù)值誤差是可比的截?cái)嗾`差 。 由于方程是非線性的 ，只能用 近似格式 ( FAS )的方法來進(jìn)行 。 多重技術(shù)依賴的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)松弛方法 (如高斯 賽德爾 )非常有效地減少振蕩解決部分誤差 ， 而暢順 ， 大部份波長(zhǎng)不影響不大 。因此 ， 我們經(jīng)過幾個(gè)步驟放寬任何涉及方程的誤差可以代表以及對(duì)粗網(wǎng)少點(diǎn) 。 放松對(duì)這個(gè)粗格再次降低小波長(zhǎng)組成 ， 其中 ， 現(xiàn)在有一個(gè)較大的絕對(duì)波長(zhǎng)為電網(wǎng)是粗糙 。 因此 ， 遞歸計(jì)劃是用在錯(cuò)誤的 ， 是有效降低對(duì)所有尺度 。 這種算法是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的工具 ,用于解決橢圓型方程使讀者可參考文獻(xiàn)進(jìn)一步 42 的 詳細(xì)內(nèi)容 [20]。 它只需約一分鐘 ， 一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的工作站 ， 即使格數(shù)點(diǎn)約 為250 000 只要界限的區(qū)域不是太強(qiáng)烈彎曲 。插圖 1( a )顯示坐標(biāo)系 在一個(gè) 簡(jiǎn)單的區(qū)域 被用描述算法創(chuàng)建。 43 附錄 2 A finite element model of high speed metal cutting with adiabatic shearing Abstract A finite element model of a twodimensional orthogonal cutting process is developed. The simulation uses standard finite element softw are together with a special mesh generator that is able to mesh th e chip pletely w ith regular quadrilateral elements and a strong mesh refinement in the shear zone for continuous and segmented chips. The techniques of remeshing and to ensure convergence of the implicit calculation is described. Results for the formati on of segmented chips are presented and the segmentation process is studied. Of special interest is the occurrence of split shear bands. The influence of the elastic properties and of the cutting speed is also discussed. Keyw ords: Machining。 Finite elements。 Remeshing。 Chip segmentation。 Adiabatic shear bands 1. Introduction Titanium alloys like Ti6Al4V are widely used in aerospace and other industrial applications. A large fraction of the production costs for ponents made of these alloys is due to mac hining. The design of titanium alloys with better machinability is therefore a worthw hile research aim. To achieve this, it is necessary to identify the i mportant material parameters that cri