超声波平行轴硬珩齿微观切削过程的研究及其接触变形分析

摘要

近年来，超声波振动理论及其应用成为国际科技界研究的热点，理论成果和应用成果不断涌现。在机械制造领域，超声加工自问世以来，已相继出现了超声钻孔、超声切削、超声磨削及超声珩磨等技术。而超声珩磨不但如普通珩磨一样加工效率高、表面质量好，而且还具有珩磨力小、磨削速度快、温度低、工具“自锐”能力强、寿命长等特点。 传统齿轮珩齿加工中，珩轮与被珩齿轮间的啮合运动根本无法实现硬珩齿齿轮所需的切削速度，遏制了珩齿工艺优势的发挥。将超声波理论应用于硬齿面珩齿加工过程，利用其高频的轴向振动提高了珩削速度，使珩齿工艺的特点得到充分的发挥，同时也拓宽了超声波理论的应用领域。因此，有必要将超声波珩磨技术引入到齿轮精加工的硬珩工艺中，从而开发新型的珩齿设备和珩齿方法——超声波平行轴硬珩齿。如果超声波珩齿技术能在生产中推广使用，将综合软珩齿与磨齿工艺的优点，使中小模数齿轮的精密加工技术产生质的飞跃。 在本论文中，作者从微观切削过程的角度出发，论证超声波珩齿工艺的原理。并且作了以下研究工作同时取得一定研究成果： 1.分析并总结了国内外齿轮精加工和超声波加工两个领域的主要研究成果，从而阐述了超声波平行轴硬珩齿这一新工艺方法的优点和可行性。 2.从滑移理论和磨削动力学入手，研究CBN磨粒的切削模型，建立超声波平行轴硬珩齿的珩削力模型，并阐述了珩齿珩屑的形成机理，为研究超声波平行轴硬珩齿微观切削提供了理论依据。 3.分析了本课题中CBN磨粒的切削运动、切削量及切削力，阐述了CBN磨粒微观切削的过程，并建立超声波平行轴硬珩齿材料高效去除的模型，为以后从理论上更进一步研究材料去除机理打下了坚实的基础。 4.利用大型有限元分析软件ANSYS，对齿轮进行精确建模，阐述了其设计原理，通过对模型进行的有限元分析，总结出了微观切削过程中，被加工齿轮的应力、变形规律，提出了珩轮电镀层厚度的选择范围，为进一步研究超声波平行轴硬珩齿以及珩轮的制作提供了理论依据。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

声明及关于学位论文使用权的说明

第一章绪论

第二章超声波平行轴硬珩齿珩削的理论分析

第三章超声波平行轴硬珩齿微观切削过程的研究

第四章ANSYS概述及其对接触问题的处理能力

第五章微观切削过程中的接触变形分析

第六章结论与展望

参考文献

致谢

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