微小型单头错齿滚刀滚齿切削过程建模与仿真.pdf

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1、第33卷第7期北京理工大学学报Vo1．33NO．72013年7月TransactionsofBeijingInstituteofTechnologyJu1．2013微小型单头错齿滚刀滚齿切削过程建模与仿真刘佳，纪广波，王西彬，刘志兵，梁志强(北京理工大学机械与车辆学院，北京100081)摘要：根据空间齿轮啮合原理，建立了微小型新结构齿轮滚刀一单头错齿滚刀的滚齿过程数学模型；以单个齿槽为研究对象，借助CAD环境的布尔运算功能，仿真了滚刀每个刀齿在其展成位置处产生的未变形切屑的实体几何形状以及瞬时齿槽的实体几何形状；将CAD环境中产生的瞬时齿槽导入DEFORM一3D，仿真了典型刀齿滚切齿轮齿槽

2、时的切屑形成和流动机理，得到了每一瞬时刀齿与齿坯上的等效应力分布图．关键词：微小型滚刀；设计；数学模型；有限元分析中图分类号：TG721文献标志码：A文章编号：1001-0645(2013)07—0694—05MathematicalModelingandSimulationofHobbingProcessofMicroStaggerGearHobwithSingleThreadLIUJia，JIGuang—bo，WANGXi—bin，LIUZhi—bing，LIANGZhi—qiang(SchoolofMechanicalandVehicularEngineering，BeijingIn

3、stituteofTechnology，Beijing100081，China)Abstract：Accordingtothespacegearmeshingtheory，themathematicalmodelingofthegearhobbingprocesswithnewstructureofthemicrohob，whichhasonlyonestartandtheteethonwhicharearrangedinstaggeredtype，hasbeenestablished．Theformingprocessoftheun—deformedchipandtheinstantan

4、eousgeargaphasbeensimulatedwiththeaidofBooleanoperationfunctionintheCADenvironment．Further，theinstantaneousgeargapproducedintheCADenvironmentisguidedintheDEFORM一3DenvironmentSOthattheformationandflowmechanismofthechiptogetherwiththestressanalysisofthetypicalcuttertoothhavebeenimplemented．Inthisway

5、，thedistributionfiguresoftheequivalentstressofthecuttertoothandthegeargapcouldbeobtainedateachinstantaneoustime．Keywords：microgearhob；design；mathematicalmodeling；finiteelementanalysis与任何一种基于展成原理的切削工艺一样，滚每个刀齿的应力应变场；Antoniadis等将齿是一种复杂的多参数的齿轮形成方法．目前，在FRSFEM模块添加到FRSWEAR模型中仿真计算滚齿仿真方面，已突破了传统意义上的将滚刀与齿了滚刀

6、与齿轮的运动参数、刀齿几何、滚刀容屑槽轮间的空间相对运动简化为平面的相对运动，数、滚刀头数以及滚刀直径对刀具寿命的影响；Antoniadis[1建立了FRSFEM有限元分析模型，根Dimitriou等基于商业CAD软件阐述了一种高级据滚刀刀齿的几何参数、滚齿过程的工艺参数以及的、实用的滚齿过程仿真模型，该模型能够精确地仿工件和刀齿的相对运动，在该模型中可仿真计算出真在每一个展成位置处产生的未变形切屑几何，从滚刀上的每一个刀齿在其展成齿轮的过程中每一个而精确地预测滚齿过程中刀具的动态性能和刀具磨旋转位置的切屑尺寸，从而计算出该滚刀以及滚刀损状况．收稿日期2O11—11一O7基金项目国家自然科

7、学基金资助项目(50935001，50875026)作者简介刘佳(1955一)，男，教授，E-mail：lj@bit．edu．cn．通信作者纪广波(1985一)，男，硕士生。E-mail：ji_guangbo@163．corn．第7期刘佳等：微小型单头错齿滚刀滚齿切削过程建模与仿真695的特征点的坐标代入运动方程就可以求出滚刀上每1微小型单头错齿滚刀的几何模型与一个刀齿在齿坯坐标系下的运动轨迹方程．参数2．1．1滚齿过程