插齒加工切削力數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究.pdf

1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文插齒加工切削力數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究插齒加工切削力數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究NumericalSimulationExperimentalStudyofCuttingFceinGearShaping學(xué)科專業(yè)：機(jī)械工程作者姓名：周后火指導(dǎo)教師：張連洪教授天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院二O一四年十二月I中文摘要中文摘要插齒是加工齒輪的重要工藝方法，插削力是制定插齒加工工藝的重要依據(jù)。研究插齒加工切削力，對(duì)切削熱的產(chǎn)生、刀具的磨損與耐用度，以及

2、已加工表面的質(zhì)量，對(duì)機(jī)床、刀具、夾具的設(shè)計(jì)，對(duì)優(yōu)化刀具幾何參數(shù)以及切削過(guò)程中的自適應(yīng)控制都具有非常重要的意義。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，仿真技術(shù)逐步引入到研究機(jī)械加工過(guò)程的領(lǐng)域中。切削機(jī)理復(fù)雜、干擾因素多、實(shí)驗(yàn)量大一直是切削研究的難點(diǎn)問(wèn)題，而應(yīng)用有限元仿真切削過(guò)程，可以預(yù)測(cè)與分析整個(gè)切削系統(tǒng)中各因素的變化情況。采用有限元數(shù)值模擬和試驗(yàn)對(duì)比已經(jīng)成為切削領(lǐng)域普遍應(yīng)用的研究手段。切削是一個(gè)包含材料、幾何、接觸等非線性復(fù)雜過(guò)程，有限元軟件ABAQU

3、S可以有效地處理上述非線性問(wèn)題。本文為獲得更為精確的插齒切削力預(yù)報(bào)，主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:首先，采用準(zhǔn)靜態(tài)拉伸實(shí)驗(yàn)、霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn)獲得工件材料應(yīng)力應(yīng)變曲線，通過(guò)MATLAB非線性回歸得到了高應(yīng)變率（102～104s1）下材料JohnsonCook（JC）本構(gòu)參數(shù)。其次，為了更準(zhǔn)確的探究插齒加工切削力的變化規(guī)律，采用刨削模擬插齒切削，用齒數(shù)為一的齒條刀具模擬插齒加工刨削齒輪，獲得切削力試驗(yàn)數(shù)據(jù)。最后，基于工件材料本構(gòu)模型，采用ABAQ