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《华中科技大学》 2007年
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螺旋锥齿轮挤压模具电火花加工的研究

蒋瑞挺  
【摘要】: 螺旋锥齿轮是实现相交轴运动传递的基础元件,由于其传动具有重合度大、承载能力高、传动效率高、传动平稳、噪声小等优点而被广泛应用于汽车、飞机、机床和各种机械产品中。由于螺旋锥齿轮传统的切削加工方法切断了金属纤维,破坏了其连续性,使其齿根弯曲强度、齿面接触疲劳强度与耐磨性都比较低,失效早而寿命短,因此研究新的加工工艺改善目前的加工缺陷显得尤为重要。 本项目提出使用挤压成型工艺来生产螺旋锥齿轮,而该技术的关键则是挤压模具的加工。由于挤压模具内型面形状非常复杂,采用机加工难度非常大,而用电火花加工,大大降低了加工的难度,同时又能保证所需要的精度。基于这样的认识,本文为了实现螺旋锥齿轮挤压模具电火花加工,研究了螺旋锥齿轮齿面点计算、螺旋锥齿轮三维造型、电极设计制造以及电极运动轨迹等问题。 螺旋锥齿轮的三维造型结果直接影响到电火花加工电极的设计精度和电极运动轨迹的设计精度,是螺旋锥齿轮挤压模具电火花加工的必要前提。而螺旋锥齿轮齿形是一种非常复杂的几何型面,无法用解析式显式表达,因而需要知道螺旋锥齿轮若干齿面点坐标值,通过齿面重构完成其三维造型。 本文重点论述了用于齿面点计算的方法。首先叙述了螺旋锥齿轮的设计及齿面展成加工原理,在此基础上建立了螺旋锥齿轮齿面点求解方程组,该方程组可以用牛顿迭代法进行求解。最后分模块实现了齿面点计算的软件功能,并以一个小轮的齿面点计算为例,进行了验证。 在获得螺旋锥齿轮齿面点坐标后,利用通用CAD/CAM软件功能进行造型和加工。文中采用UG NX的自由曲面造型功能,分别对齿廓和锥台进行了三维造型,并对它们的过渡部分进行了处理。 结合电火花加工的特点,同时考虑螺旋锥挤压模具特性,使用成型电极加工方法进行加工。为此,对成型电极的材料选择、设计制造及加工方法等进行了探讨。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TG661

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