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磨齿机类设备的有限元模型是怎样?数控磨齿机在直齿和斜齿加工中有哪些优越性?

发布时间:2018-02-09

磨齿机类设备的有限元模型是怎样?数控磨齿机在直齿和斜齿加工中有哪些优越性?


卧式带锯机

    (1)该机床具有蜗杆砂轮磨、CBN成形磨及蝶形可修形磨等多种功能,一个主轴电动机可带多种动力头;

(2)可以加工各种复杂齿轮,如齿形两边不同、齿向方向位移、齿根和齿顶修形等;

(3)主轴较多可以带4个砂轮,可以一次完成多个齿轮的加工,并同时保证要求磨齿机齿轮的位移在35微米以内;

(4)蜗杆砂轮也具有柔性修形功能,可以任意调整修形;

(5)只需要输入齿轮参数,数控系统自动生成程序、自动修整、自动对刀并可以在线测量。该设备属于六轴联动数控磨齿机,加工齿轮高精度可以达到GBl009588 5级精度。

 

磨齿机类设备的有限元模型是怎样的?

 

    磨齿机的主轴系统通过砂轮直接参与切削加工。其性能的好坏,对机床的抗振性、加工精度和表面粗糙度均有很大影响。

主轴系统包括主轴、传动齿轮、轴承、法兰盘、砂轮卡盘,主轴材料为38CrAlA钢,形状为空心阶梯轴。齿轮为模数m=4z=46的圆柱齿轮,由一22kW, 转速为1500r/min8000r/min SIMENS 1PH7 电机驱动,前后支承均为SKF 7020CD/P4A轴承,前支承为3个,后支承为2个。

建立有限元模型前,先对实体模型进行适当简化,忽略螺孔等细小局部的影响。

根据实际结构情况,主轴系统简化为前端固定、后端滑动的简支梁结构,选择六面体单元SOLID45对实体模型进行离散分网,以手工确定网格尺寸,体扫掠的方式形成网格,可使扇形单元近似SOLID45,更加规则,同时限制单元的个数,从而提高计算速度和计算精度。模型的单元数为12096,节点数为13284

前支承处约束自由度UX=UY=UZ=0,后支承约束自由度UY=UZ=0

相关参数为杨氏模量EX=200GPa,泊松比NUXY=0.3,密度DENS=7800kg/m3

加约束后的有限元模型所示。A处为砂轮卡盘,E处为前支承,B处为后支承,C处为驱动齿轮,D处为法兰盘。