本论文对螺纹旋风铣削成形的运动特点进行分析,并使用SolidWorks API对螺纹滚道成形过程进行动态仿真。在螺纹旋风铣削仿真过程中,得到切削图像,研究刀具参数和加工工艺参数对轨迹型面滚道形面的影响,通过测量残留高度等数据,分析上述参数对螺纹滚道形面产生的影响,得出结论。其主要参数如表1.1所示。
表1.1 刀具及加工工艺参数表
丝杠直径 导程 刀尖点直径 丝杠螺纹升角
80mm 10mm 90mm 2.278524729°
刀盘转速 丝杠转速 刀具数量 轨迹偏心距
500r/min 2r/min 4 7.940323965mm
1.4 各章节内容与结构关系
第一章综述,主要介绍螺纹旋风铣削的概念和特点、国内外的发展趋势及研究内容与思路,最后阐明本课题的研究意义;
第二章为二文建模理论建模,对旋风铣削二文成形过程进行理论建模,并就螺纹滚道成形面的切除残留高度进行公式推导,计算了不同丝杠转速下的残留高度;
第三章介绍三文绘图软件SolidWorks,并对旋风铣削过程进行三文参数化建模;
第四章对仿真切削代码进行编制,通过对话框实现不同情形的仿真切削;
第五章为仿真分析,在不同旋铣加工工艺参数的情况下,对数据进行测量并分析不同工艺参数对残留高度的影响。
各章节的结构关系如图1.3所示:
图1.3 各章节结构关系图
2 二文理论建模
螺纹旋风铣削成形技术利用安装于刀盘上的多把刀具,通过刀具工件系统的多自由度耦合运动(刀盘高速旋转、工件旋转、刀盘沿工件的轴向运动)来实现螺纹渐进高速高速成形铣削。
在切削过程中,由于刀盘转速远大于工件转速,所以可在每刀切削时忽略工件的转动。为了简化螺纹旋风铣削成形的二文模型,进行如下假设:忽略螺旋升角和工件轴向进给,在每次切削过程中,丝杠固定不动,只有刀盘旋转;当一次切削完成后,为等效丝杠的旋转,刀盘中心沿着偏心距圆旋转一定角度后再进行下一次切削。旋风铣削的二文成形过程如图2.1所示。
图2.1 旋风铣削二文成形过程
如图2.1所示,r为丝杠半径,R为刀盘半径,θ为铣刀偏转角度,e为刀尖轨迹轴心与丝杠轴心的偏心距,Os为丝杠轴心,Ot为刀尖轨迹轴心,An为第n-1次切削与第n次切削刀尖轨迹的交点,设其坐标为(x,y),L为交点An到轴心Os的距离,记作尖点高度。
铣刀偏转角度 (1)
式中,ns为丝杠转速,nt为刀盘转速,N为刀具数量
点An(x,y)满足公式(2)
(2)
由式(2)得:(3)
尖点高度 (4)
预定高度 (5)
式中d0——丝杠直径,d0=2r0
r0——丝杠滚道半径,为3.304mm
e0——丝杠滚道偏心距,为0.232mm
残留高度 (6)
弧长 (7) SolidWorks螺纹滚道旋风铣削多刀具渐进成形模拟仿真与分析(3):http://www.youerw.com/jixie/lunwen_8056.html