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现代制造工程 2020年第6期 137-142页

作者：雷伟斌杨承涛曹秀成西安航空职业技术学院西安710089 西安工程大学西安710048 河南二纺机股份有限公司信阳464000

锭杆是纺织机械中应用量较大的重要零件,其制造精度直接影响成纱质量、生产效率和使用寿命。根据锭杆的结构特点,借助企业现有的ZA28-20型滚丝机,开发设计了锭杆校直装置,该装置由校直滚压轮和支承板组成,校直滚压轮的材料为GCr15,并且... 详细信息

锭杆是纺织机械中应用量较大的重要零件,其制造精度直接影响成纱质量、生产效率和使用寿命。根据锭杆的结构特点,借助企业现有的ZA28-20型滚丝机,开发设计了锭杆校直装置,该装置由校直滚压轮和支承板组成,校直滚压轮的材料为GCr15,并且带有不同方向的锥度,能够与锭杆外形轮廓贴合,支承板不仅能和锭杆紧密贴合,而且前端具有防窜动装置。用该装置滚压荒磨后的锭杆,其超差率降低了近90%,锭杆质量显著提高,同时减轻了工人繁重的体力劳动,并且能有效地消除锭杆制造过程中各工序产生的内应力,使锭杆的使用寿命显著延长,有一定的推广应用价值。

关键词：纺织锭杆校直滚压轮设计支承板设计

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行星滚柱丝杠滚柱滚压校直机理与实验研究

行星滚柱丝杠滚柱滚压校直机理与实验研究

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作者：李承胜重庆大学

学位级别：硕士

行星滚柱丝杠具有体积小、导程精度高、负载能力强、震动噪声小和寿命长等优点,广泛用于车辆、武器装备、航天航空等国家重点发展领域。然而,经过热处理的滚柱经常出现弯曲、跳动增大等现象,导致行星滚柱丝杠扭矩增大、行程精度降低,滚... 详细信息

行星滚柱丝杠具有体积小、导程精度高、负载能力强、震动噪声小和寿命长等优点,广泛用于车辆、武器装备、航天航空等国家重点发展领域。然而,经过热处理的滚柱经常出现弯曲、跳动增大等现象,导致行星滚柱丝杠扭矩增大、行程精度降低,滚柱磨损加剧甚至寿命急剧缩短等缺陷,制约了产品推广应用。目前,消除滚柱变形的方法主要采用磨削加工,该方式效率低、成本高且磨削后滚柱渗碳层变薄,一致性较差。因此,本论文依托某企业《冷轧先进制造工程技术研发》项目,研究行星滚柱丝杠滚柱滚压校直机理与实验验证,对提高滚柱精度和一致性、促进产品的推广应用具有重要的理论意义和工程应用价值。本文以行星滚柱丝杠中滚柱为研究对象,首次提出齿形工件的滚压旋转校直新工艺,采用校直理论分析,建立几何模型,数值仿真和实验验证贯穿的方法,研究了滚柱滚压校直原理,滚压轮的结构设计及修形等内容。为滚压校直工艺规程优化、滚压轮设计等提供了理论依据。本文主要研究内容如下:(1)基于弹塑性理论的滚柱滚压校直分析与几何模型建立。依据弹塑性理论分析了滚压校直过程,推导了滚压校直方程和不同曲率之间的关系;建立了考虑几何与工艺参数关系的滚压校直模型,分析了校直原理,探究了含有齿形特征的小直径轴类零件滚压校直时的相对位置关系和轴向间隙变化。(2)研究了标准滚压轮校直过程中滚柱齿形的变形及误差产生的原因,推导了滚柱受弯曲、剪切等作用力时的变形关系,分析了齿形角误差、螺距误差、中径误差等对校直后滚柱的齿形、侧面角、螺距等的影响。(3)开展了滚柱校直滚压轮的几何设计及修形研究。基于滚压校直原理及接触与误差关系,分析了校直过程中滚柱与滚压轮之间的接触关系与相对滑动关系,建立滚压轮修形模型,在啮合原理的基础上推导出滚压轮的齿廓方程。(4)完成了滚压校直过程的数值模拟仿真和实验验证,对比分析了不同的滚压轮齿形、滚压轮工艺参数对校直结果一致性的影响,进行了滚柱校直前后行星滚柱丝杠性能对比实验,验证了理论模型与计算的正确性与可行性,为推进滚柱产品的产业化提供了理论指导和参数选择参考。本文的研究方法和研究成果为含有齿形特征的零件校直滚压轮设计、工艺参数选择、校直可行性和稳定性及校直后产品的一致性分析提供了理论支撑和较好的实用价值。

关键词：行星滚柱丝杠滚柱滚压校直滚压轮设计齿形修形校直实验

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行星滚柱丝杠滚柱冷滚压成形机理与实验研究

行星滚柱丝杠滚柱冷滚压成形机理与实验研究

引用

作者：王旭重庆大学

学位级别：硕士

行星滚柱丝杠是一种将旋转运动转化为直线运动的传动部件,具有运行速度高、承载能力强、环境适应性好以及使用寿命长等优点,应用前景广阔。目前,行星滚柱丝杠滚动体(滚柱)的加工方式仍偏于传统,质量稳定性、制造成本和生产效率等方面都... 详细信息

行星滚柱丝杠是一种将旋转运动转化为直线运动的传动部件,具有运行速度高、承载能力强、环境适应性好以及使用寿命长等优点,应用前景广阔。目前,行星滚柱丝杠滚动体(滚柱)的加工方式仍偏于传统,质量稳定性、制造成本和生产效率等方面都面临诸多难题,限制了该机构在实践中的应用与推广。冷滚压成形工艺作为一种无切屑的先进加工方法,具有生产效率高、材料耗费少、成形性能好等优点,符合现代制造业绿色、高效以及精密的工艺需求。为此,本文以滚柱的冷滚压成形方法为对象,研究了滚压轮几何设计方法、力能参数计算、材料流动机理以及缺陷影响因素等内容。为冷滚压成形设备选择或设计、工艺规程优化、滚压轮设计等提供了理论依据。本文主要研究内容如下:(1)研究了滚柱冷滚压成形的滚压轮几何设计方法:基于空间啮合原理,推导了行星滚柱丝杠零干涉情况下的滚柱理论齿形参数计算方法,并结合误差分析,获得了滚柱最终修形齿形,以此作为滚压轮轮齿设计依据;根据滚柱结构特征,确定了滚压轮的结构形式;分析了滚柱安装相位与滚压轮设计相位之间的数学关系,并提出了滚压轮初始安装相位微调方法。(2)推导了滚压过程接触面积及力能参数计算理论模型:将空间问题平面化,建立了滚压轮旋转和进给复合运动下的共轭曲线求解模型;考虑成形过程齿高增长的影响,计算了不同进给量下滚压轮与工件的接触曲线,进而求得接触面积;建立了不同接触区域最大塑性变形面(过工件与滚压轮轴线的平面)的滑移线场,推导了接触面单位压力计算方法,给出了最大成形力计算公式。(3)开展了滚压过程材料流动机理及缺陷影响因素的研究:借助有限元软件DEFORM-3D,分析了工件滚压过程中的材料流动规律,找到了齿顶凹槽缺陷形成的根本原因;结合有效齿高率的概念,利用点追踪功能探究了滚压轮转速、进给速度、摩擦系数以及牙型角对齿顶缺陷形成的影响权重,为实际生产加工中滚柱齿顶缺陷的控制提供了参考依据和技术支撑。(4)完成了滚柱冷滚压力能参数实验并与理论及有限元结果进行了对比分析:介绍了实验平台参数、结构以及加工范围;进行冷滚压实验,获取了四个成形阶段的力能参数特征;从理论推导、有限元模拟和实验测量三个方面分别获取了五组工艺参数下的最大成形力及力矩,验证了理论计算和有限元模拟的正确性,并为实际生产中工艺参数的选取提供了思路。

关键词：行星滚柱丝杠滚柱冷滚压滚压轮设计成形力材料流动

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