螺旋双圆弧齿轮的数控加工理论与技术研究

双圆弧齿轮论文 数控论文 CAXA论文
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随着国民经济的发展,制造行业在国民经济中占据着重要地位。由于齿轮的需求量不断增加,齿轮工艺也随之迅速发展。近年来由于双圆弧齿轮的诸多优点(如润滑条件优越、承载能力高、跑合性能好、寿命长、制造工艺简单等等),颇受到冶金、矿山、石油化工等领域的重视与应用。双圆弧齿轮的广泛应用推动其加工方法不断更新。近年来国内数控技术的发展使得双圆弧齿轮的加工工艺逐步向数控技术靠近。本文主要内容是:通过分析双圆弧齿轮的啮合原理,结合其加工工艺和特点,利用设计和建立三维模型进行实例分析,编制了数控的加工程序,在数控机床上完成了双圆弧齿轮的实体加工,并输入代码制造出一对双圆弧齿轮,验证了双圆弧齿轮数控加工的可行性。目前,国内数控生产的实际情况是无论硬件设备,还是控制系统,以及计算机辅助设计和制造软件等,几乎被进口机床和软件垄断。而国产设备、控制系统和相关辅助软件不被国人重视。进口产品价格昂贵、系统庞大、关键技术对国内封锁。而本文所探讨的数控加工理论与技术研究,均是基于国产化的研究思路。在实验的设计和加工过程中,硬件设备选择济南第一机床厂设计生产的J1VMC500B型数控加工中心。软件设备选择华中科技大学研制开发的华中“世纪星”数控系统HNC-21M数控系统和国产CAM软件"CAXA制造工程师”。这样做的目的是最大程度使用国产硬件和软件,从而促进国产设备在实际生产中的应用,推动国内数控技术的研究和发展。本文另一个创新性的研究在于尝试使用通用数控机床和通用刀具,探索圆弧齿轮数控加工工艺,保证加工精度,提高生产效率,降低齿轮加工对专用机床和专用刀具的依赖性,为降低加工成本提供有价值的参考。
摘要第3-5页
ABSTRACT第5-7页
第一章 绪论第12-18页
    1.1 导论第12-14页
        1.1.1 选题背景第12-13页
        1.1.2 圆弧齿轮的发展历史第13页
        1.1.3 研究齿轮的发展历史的结论第13-14页
    1.2 文献综述第14-16页
        1.2.1 国外对双圆弧齿轮的研究概况第14页
        1.2.2 国内对双圆弧齿轮的研究概况第14-16页
    1.3 文章主要研究内容第16页
    1.4 文章创新之处第16-17页
    1.5 本章小结第17-18页
第二章 双圆弧齿轮齿面方程第18-39页
    2.1 引言第18-20页
        2.1.1 双圆弧齿轮的基本概念第18-20页
        2.1.2 双圆弧齿轮的特点第20页
    2.2 双圆弧齿轮基本齿廓及其坐标表达第20-24页
        2.2.1 双圆弧齿轮基本齿廓第20-22页
        2.2.2 双圆弧齿轮坐标表达第22-24页
    2.3 螺旋双圆弧齿轮的齿面方程及啮合特性第24-38页
        2.3.1 螺旋双圆弧齿轮的坐标系建立第24-25页
        2.3.2 螺旋双圆弧齿轮刀具齿面方程第25-27页
        2.3.3 螺旋双圆弧齿轮的齿面方程第27-29页
            2.3.3.1 刀具齿面与被加工双圆弧齿轮接触处的相对速度第27-28页
            2.3.3.2 螺旋双圆弧齿轮的齿面方程第28-29页
        2.3.4 螺旋双圆弧齿轮点接触共轭齿面的形成第29-30页
        2.3.5 螺旋双圆弧齿轮的端面齿廓方程第30-31页
        2.3.6 螺旋双圆弧齿轮传动的啮合特性第31-38页
            2.3.6.1 螺旋双圆弧齿轮凹、凸齿面两接触点轴向距离q_(1A)的计算第32-34页
            2.3.6.2 螺旋双圆弧齿轮多点接触系数和多对齿啮合系数的关系第34-38页
    2.4 本章小结第38-39页
第三章 国产CAM软件CAXA概述第39-47页
    3.1 发展中的国内CAM市场第39页
    3.2 市场呼唤国产CAM软件第39-41页
        3.2.1 中文界面易学易懂第40页
        3.2.2 价格低廉符合国情第40页
        3.2.3. 完善的售后服务体系第40-41页
    3.3 “CAXA制造工程师”软件介绍第41-43页
        3.3.1 完美的实体曲面结合第41-42页
        3.3.2 优质高效的数控加工第42-43页
    3.4 “CAXA制造工程师”在数控加工中的应用第43-46页
        3.4.1 用CAXA制造工程师实现数控加工第44页
        3.4.2 基于CAXA制造工程师的工艺加工过程第44-46页
            3.4.2.1 CAXA制造工程师制造功能模块的主要功能第44-45页
            3.4.2.2 CAXA制造工程师在数控机床上进行工艺分析及加工的过程第45-46页
    3.5 本章小结第46-47页
第四章 基于CAXA的双圆弧圆柱齿轮的三维实体建模第47-54页
    4.1 双圆弧圆柱齿轮参数的确定第47-51页
        4.1.1 双圆弧齿轮各段圆弧作用分析第47页
        4.1.2 双圆弧圆柱齿轮参数的确定第47-51页
            4.1.2.1 法面齿廓的参数确定第47-49页
            4.1.2.2 螺旋角β的确定第49页
            4.1.2.3 齿宽b的确定第49-51页
    4.2 双圆弧圆柱齿轮的建模过程第51-53页
    4.3 本章小结第53-54页
第五章 双圆弧圆柱齿轮数控加工前的准备第54-67页
    5.1 数控机床的准备第54-57页
        5.1.1 J1VMC500B型立式加工中心的主要用途和特点第54-55页
        5.1.2. J1VMC500B型立式加工中心工作开始前的准备第55-56页
        5.1.3 J1VMC500B型立式加工中心的主要规格及技术参数第56-57页
    5.2 数控系统的准备第57-65页
        5.2.1 基本配置第57-59页
            5.2.1.1 数控单元第57-58页
            5.2.1.2 进给伺服系统第58页
            5.2.1.3 主轴系统第58页
            5.2.1.4 主要技术规格第58-59页
        5.2.2 华中数控系统的功能特点第59-60页
        5.2.3 华中数控系统的开放性第60页
        5.2.4 华中数控系统网络技术第60-63页
            5.2.4.1 网络数控的硬件体系结构第60页
            5.2.4.2 网络数控的软件体系结构第60-63页
        5.2.5 华中数控系统的二次开发第63-65页
            5.2.5.1 华中数控系统的二次开发特点第63页
            5.2.5.2 华中数控平台应用开发步骤第63-65页
    5.3 数控通用刀具的选用第65-66页
    5.4 本章小结第66-67页
第六章 双圆弧圆柱齿轮数控加工的实现第67-74页
    6.1 操作基本注意事项第67-68页
        6.1.1 操作时的基本注意事项第67页
        6.1.2 工作过程中的安全注意事项第67-68页
    6.2 双圆弧圆柱齿轮加工工序第68-69页
    6.3 数控加工过程及程序编写第69-73页
    6.4 本章小结第73-74页
第七章 结论与展望第74-76页
参考文献第76-80页
附录A 加工图纸Ⅰ第80-81页
附录B 加工图纸Ⅱ第81-82页
致谢第82-83页
攻读学位期间发表的学术论文第83页
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