弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮硬齿面刮削刀盘计算机辅助造形设计及仿真研究

【摘要】：在单件小批生产条件下，“斜角直线造形法”作为弧齿锥齿轮和 准双曲面齿轮的造形方法已成为非常成熟的理论，但在大批量生产条 件下，为增大硬质合金刮削刀盘刀刃的强度和抗冲击能力，需要采用 绝对值较大的负刃倾角，这时造形误差有较大的增加。本文提出“斜 角圆弧造形法”，该造形方法保留了斜角切削的优点，刀刃具有负前 角和负刃倾角，设计切削刃是和理论切削刃在齿面接触区中心点对应 的刀刃点处相切的一段圆弧。结果表明，造形误差大大减小，既满足 了刮削工艺在大批量生产条件下精度高的要求，同时也克服了“斜角 直线造形法”不能采用绝对值较大的负刃倾角的限制。论文同时进行 了刮削刀盘的三维参数化特征造型，并进行了硬齿面刮削加工硬质合 金刀具的有限元分析，通过不同几何参数刀具的的应力应变分析，选 择出受力状况好的抗崩刃、抗破损性能强的刀具几何参数，是本文在 刀盘设计和刮削加工中刀具几何参数优选的一个新的思想。通过有限 元计算，从刀具力学的角度找出刮削刀头崩刃破损的结构因素，从而 提出更加合适形状的刀具。实验验证了新造形方法和有限元分析的可 行性。