1. 研究目的与意义
蜗杆砂轮磨齿机能做到高精度地加工齿轮,适用于齿轮的大批量精加工。在进行完齿轮的磨削加工后,蜗杆砂轮表面会被严重磨损,其精度大大下降,所以需要通过机床上的修整机构来对蜗杆砂轮形状进行修整。
通过蜗杆砂轮磨齿机的设计,可以基本掌握机械专业机械设计、机械设备及工艺等多学科知识,对机械类制图能力、编程能力有较大提升。
2. 课题关键问题和重难点
根据蜗杆砂轮磨齿机的型号,设计自动修整系统的总体设计方案,使砂轮在它的整个使用期中将保持最佳状态。然后确定砂轮修整、砂轮外圆修整、磨削、自动对刀等过程中的参数。对零部件进行必要的强度校核计算及结构设计。根据计算的结果和对零部件的结构设计,利用三维建模软件(UG)建立修整系统的三维模型,并利用 CAD 完成装配图和零件图的绘制。
设计的主要难点是砂轮加工和修整的走到路径确定,也就是加工路径程序和修整路径程序,涉及机械原理和机械设计两门课的知识点比较多,并且整个设计过程计算量大,涉及很多复杂公式。对于修整和修锐工艺也有很高要求。同时,降低砂轮的偏心值使磨削操作中的第一步。修整就是降低偏心的方法。因此,有关于偏心的数值就非常重要,需要非常精确的计算。
3. 国内外研究现状(文献综述)
文献[1]机械设计基础知识。主要参考机械零件的强度和涡轮传动两章。其中有关于各零件强度校核的计算公式和涡轮传动的基本原理。
文献[2]机械原理基础知识。主要参考机械中的摩擦与机械效率、齿轮机构及其设计、轮系及其设计、机械的平衡等几章节的内容。其中涉及到砂轮自动修整系统设计的基本原理。
文献[3]基于展成磨削过程中蜗杆砂轮与齿轮之间的运动关系,建立了修形斜齿轮与蜗杆砂轮之间磨削运动的坐标转换关系。利用啮合原理理论推导出被磨削齿轮齿面与蜗杆砂轮的接触条件,计算出蜗杆砂轮的理论廓形。在VERICUT中,建立了蜗杆砂轮修整的数控机床模型,对蜗杆砂轮的修整程序进行了验证仿真。在YK7250磨齿机上进行了修形斜齿轮的磨削试验,对蜗杆砂轮修整精度进行了检验。验证了蜗杆砂轮修整方法的正确性和可行性。
4. 研究方案
首先给出蜗杆砂轮磨齿机砂轮自动修整系统的总体设计方案,修整系统的材质与大体布置的方案,然后进行砂轮偏心的计算。砂轮的修整通常分为两个阶段:整形与修锐。整形是对砂轮进行微量切削,其目的是去除初始安装后砂轮的形状误差和表面缺陷,保证砂轮的几何形状精度。修锐是因砂轮工作一段时间后钝化,为了使切削微刃突出结合剂并具有适当高度,在磨粒间形成足够的容屑空间,并使单位面积上的有效磨粒数尽可能多。分别对两个步骤进行计算并利用CAD软件对零件,并绘制出总装图。
5. 工作计划
第1-3周 完成英文翻译,提供给指导老师审查,根据指导老师的意见进行相应的修改,待指导老师审核通过,将原文和译文上传至毕设系统。查阅相关文献资料。
第4周撰写开题报告,交指导老师审查并进行相应的修改,审核通过后上传至毕设系 统。
第5周给出蜗杆砂轮磨齿机总体设计方案。
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