齿轮精密成形工艺研究及其CAD/CAPP系统开发

摘要

该文对圆柱齿轮的精密模锻和圆锥齿轮的冷摆辗成形工艺及其力学本质进行了系统的研究,分析了齿轮精密成形的影响因素,确定了齿轮零件-锻件-电极-模具尺寸的传递规律,建立了齿轮精密成形工艺参数、锻件、预制坯、模具以及电极的设计计算方法链.在此基础上,基于Pro/ENGINEER 2001和Visual C++系统平台,研究开发了齿轮精密成形工艺CAPP和模具CAD系统即Gear CAD/CAPP,它包括齿轮精密成形工艺CAPP部分和模具设计CAD部分.Gear CAD/CAPP系统由四大功能模块组成:齿轮零件信息输入模块、锻件设计模块、工艺参数设计模块和模具设计模块.该系统按照齿轮零件信息输入模块中的机械、物理和几何信息在Pro/ENGINEER中自动生成相应齿轮零件的CAD几何模型;然后根据此模型及相应模块的CAPP功能,计算或判断确定相应的工艺参数;最后由系统根据这些工艺参数生成锻件、电极及凹模的CAD模型,并生成相应的工艺文件.该文的理论研究成果对指导齿轮精密成形工艺设计具有重要意义.利用Gear CAD/CAPP系统能快速、准确地生成齿轮零件、锻件、工具电极及模具的几何模型,自动生成工艺文件,大幅度提高了设计效率,具有广阔的应用前景.

目录

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1课题背景

1.2国内外研究现状和发展趋势

1.2.1国内外精密锻造的情况

1.2.2精密模锻在圆柱齿轮加工中的应用

1.2.3摆辗成形工艺

1.2.4冷摆辗成形工艺在圆锥齿轮精密加工中的应用

1.3 CAD/CAPP技术在齿轮精密成形工艺中的应用

1.3.1 CAPP技术概述

1.3.2 CAD/CAPP技术在齿轮精密成形工艺中的应用

1.4论文研究的内容和意义

第二章圆柱齿轮的精密模锻工艺研究

2.1圆柱齿轮的精密模锻工艺概述

2.2圆柱齿轮预制坯的制取

2.3圆柱齿轮预制坯的设计

2.4锻造力的计算与设备吨位的选择

2.5工具电极的设计

2.6小结

第三章圆锥齿轮冷摆辗精密成形工艺研究

3.1摆辗变形的基本概念

3.2坯料的准备

3.3摆头倾角Y的确定

3.4锥体模摆头运动轨迹的选择

3.5锥体模每转进给量的确定

3.6摆辗力的计算

3.7工具电极的齿形设计

3.7.1放电间隙对电极齿形的影响

3.7.2电极的烧损对电极齿形的影响

3.7.3结论

3.8小结

第四章Gear CAD/CAPP系统的实现原理和方法

4.1系统开发工具简介

4.1.1Visual C++6.0简介

4.1.2 Pro/ENGINEER 2001简介

4.2 Gear CAD/CAPP系统介绍

4.2.1 Gear CAD/CAPP系统的功能及组成

4.2.2齿轮零件信息输入模块

4.2.3锻件设计模块

4.2.4工艺参数设计模块

4.2.5模具设计模块

4.3 Gear CAD/CAPP系统的CAD模型参数化设计

4.3.1圆柱齿轮的CAD模型参数化设计

4.3.2圆锥齿轮的CAD模型参数化设计

4.4小结

第五章Gear CAD/CAPP系统的应用

5.1系统主界面

5.2 应用实例

5.3 系统小结

第六章结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献

附录1 Gear CAD/CAPP部分源程序

1.1圆柱齿轮部分的源程序

1.2圆锥齿轮部分的源程序

附录2攻读硕士学位期间发表的论文