等高齿弧锥齿轮铣刀盘焊接变形数值模拟的研究

发布时间：2023-04-27 01:54

　　等高齿弧锥齿轮作为高端传动齿轮,在工业中的应用越来越广泛,但等高齿弧锥齿轮加工制造技术一直被国外垄断,所以在国内很难接触到制造的核心技术。等高齿弧锥齿轮铣刀盘的制造,作为生产等高齿弧锥齿轮最重要的加工技术,在国内一直作为重要的研究对象。目前国内等高齿弧锥齿轮铣刀盘的制造工艺,还无法完成整体式的加工,一般采用的都是两体的焊接,也就是铣刀盘主体和外环两体焊接而成。焊接的质量,直接影响刀盘的质量,所以本文针对刀盘的焊接技术展开了研究。焊接过程中为减小刀槽的微变形,本文采用焊接变形较小的激光焊,尽管相对其他焊接方法激光焊接的变形要小很多,但刀盘的刀槽对精度要求比较高,这样小的变形仍难以满足刀槽精度要求。因此,本文采用数值模拟方法对刀盘焊接过程进行模拟仿真,再结合实验分析等手段,研究刀盘的焊接变形。本课题来源于横向课题“精密复杂刀具切削机理及其设计开发”,研究的主要内容如下:首先,对等高齿弧锥齿轮铣刀盘焊接变形数值模拟所要研究的内容做了一个规划并依据相关参数建立起刀盘的几何模型。其次,依据热源的几何模型建立起相应的数学模型,根据构造出的热源模型对刀盘进行焊接,分析熔池的形成过程,检验热源模型的合...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 等高齿弧锥齿轮铣刀国外研究现状
        1.2.2 等高齿弧锥齿轮铣刀国内研究现状
    1.3 焊接加工数值模拟的国内外研究现状
    1.4 研究中出现的问题
    1.5 课题来源及研究内容
第2章 刀盘焊接热变形理论分析
    2.1 有限元法及ANSYS软件
    2.2 焊接温度场的分析
        2.2.1 传热基础
        2.2.2 非线性瞬态热传导的有限元分析
    2.3 焊接变形的分析
        2.3.1 热弹塑性理论
        2.3.2 热变形方程
    2.4 焊接有限元模型的简化
    2.5 本章小结
第3章 基于ANSYS对刀盘焊接过程的数值模拟
    3.1 刀盘焊接的计算模型
        3.1.1 导热物理模型
        3.1.2 热源模型
        3.1.3 有限元模型的建立
    3.2 刀盘焊接的模拟
        3.2.1 ANSYS软件对刀盘焊接的模拟过程
        3.2.2 定义材料物理性能参数
        3.2.3 网格划分
        3.2.4 施加边界条件
        3.2.5 施加热源载荷及计算过程
    3.3 刀盘焊接数值模拟的结果及分析
        3.3.1 熔池的形成过程
        3.3.2 不同时刻焊缝剖面温度场分布情况
        3.3.3 焊接过程中刀盘温度场的变化
        3.3.4 刀槽焊接模拟变形结果的分析
    3.4 本章小结
第4章 铣刀盘焊接实验
    4.1 影响焊接的因素
    4.2 母材材料
    4.3 焊接参数的判定
        4.3.1 实验方案设定
        4.3.2 焊前试件处理
        4.3.3 焊接实验结果分析
        4.3.4 拉伸实验
        4.3.5 焊接实验参数的综合判定
    4.4 刀盘的焊接实验
        4.4.1 焊前准备
        4.4.2 焊接实验
    4.5 焊接结果的检测
        4.5.1 焊缝的质量检测
        4.5.2 刀槽的精度测量
        4.5.3 刀条装配后的检测与调整
        4.5.4 焊接完成的刀盘对齿轮的加工
    4.6 本章小结
总结
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的科研成果
致谢



本文编号：3802630