花键、螺纹冷滚压成形计算机数值模拟系统

论文摘要

随着我国机械制造业的迅速发展,对高强度、高精度的轴类零件（花键、螺纹）的需求量日益增加。采用无切削冷滚压工艺加工花键、螺纹,具有生产效率高、表面金属纤维连续性好、强度高、耐磨性好等优点,在生产中受到越来越多的重视与应用。但国内外在冷滚压精密成形的工艺与理论方面的研究相对较少,软件系统更是无人开发,在加工中只能凭经验采用试错法进行加工,缺乏理论指导,造成了人力、物力和时间上很大的浪费,这些都制约了冷滚压加工的进一步发展及应用。本文研究了花键、螺纹冷滚压加工过程及原理,运用塑性变形时体积不变原理推导得出实用的花键、螺纹坯料直径计算公式;运用啮合原理对花键滚轮设计理论进行了研究,提出了滚轮设计方案;运用螺纹升角相同原则对螺纹滚丝轮设计理论进行了研究,提出了滚丝轮设计方案;结合楔横轧理论得出滚压时间的计算公式;在以上理论的基础上,利用Visual Basic、MATLAB开发了计算机程序,实现了冷滚压加工过程中坯料直径、滚压力、滚压时间等重要参量的计算;对UG进行二次开发实现了花键、螺纹冷滚压加工模具的参数化建模;对ANSYS进行二次开发实现了花键、螺纹冷滚压加工过程的参数化数值模拟;并使用Visual C++将上述功能模块封装成花键、螺纹冷滚压成形加工计算机数值模拟系统。该系统能够方便地实现花键、螺纹冷滚压加工理论计算、滚轮设计、数值模拟、工艺参数修正。文中所涉及的花键、螺纹冷滚压成形工艺基本理论,为开发花键、螺纹冷滚压成形计算机数值模拟系统提供了理论依据。系统能够预测生产中的问题,并针对生产中的不足提出加工意见,为实际生产提供修正后的加工工艺参数,可直接应用于生产。本系统的开发使计算机指导冷滚压生产成为可能,使冷滚压花键、螺纹加工向计算机集成制造迈出了具有基础意义的一步。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究状况
• 1.3 研究内容和研究方法
• 第二章 花键冷滚压理论
• 2.1 花键冷滚压成形
• 2.2 花键滚压力求解
• 2.3 花键坯料直径
• 2.4 花键滚轮设计
• 2.5 花键滚压时间
• 2.6 花键滚压工艺参数
• 第三章 螺纹冷滚压理论
• 3.1 螺纹冷滚压成形
• 3.2 螺纹滚压力求解
• 3.3 螺纹坯料直径
• 3.4 螺纹滚丝轮设计
• 3.5 螺纹滚压时间
• 3.6 螺纹滚压参数
• 第四章 花键、螺纹冷滚压成形数值模拟系统
• 4.1 系统流程
• 4.2 理论计算
• 4.3 滚轮设计
• 4.4 模型建立
• 4.5 模拟求解
• 4.6 成形判定
• 4.7 加工参数修正算法
• 4.8 数据库管理
• 4.9 实例计算
• 第五章 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间参加的项目和发表的论文
• 致谢