硬质合金插齿刀设计及有限元分析 毕业设计
编号
本科生毕业设计
硬质合金插齿刀设计及有限元分析The Design and FEA Of Carbide Cutter
学生姓名
专业
学号
指导教师
学院
二〇一一年六月
摘要
传统插齿刀的前刀面为锥面或平面，而采用硬质合金材料的插齿刀存在构形精度和抗崩刃能力之间相互制约的弊端。在加工一定数量的工件后，插齿刀会出现微崩刃和侧刃顶部的急剧磨损现象。因此，有必要分析插齿加工时插齿刀的应力、应变以及危险点的分布。
本文根据插齿刀的构形方法，在CATIA环境下建立插齿刀参数化实体模型，重点完成了对复杂曲面的建模。并将实体模型导入CATIA有限元分析模块对侧刃进行插齿主切削力静态分析。从而得知插齿切削力对硬齿面硬质合金插齿刀的磨损和崩刃影响较小，在主切削力作用下刀尖部位为危险点，齿根部位为次危险点。分析结果为继续研究硬质合金插齿刀奠定了理论基础。同时，为了加工应用，利用AutoCAD软件绘制了二维工程图纸。
关键词：硬质合金插齿刀 CATIA实体建模有限元分析
Abstract
The traditional shaper cutter’s rake face is taper surface or flat. The use of carbide material leads a drawback that the shaper cutter’s configuration accuracy and ability of anti-chipping restricts each other. After machined a certain number of jobs, micro chipping will appears and the top of side edge will wear rapidly. Therefore, it is necessary to analyze the distribution of shaper cutter’s stress, strain and dangerous point.
This article according to the shaper cutter’s configurati on method, established its parametric solid models in the CATIA environment, focus on the completion of the modeling of complex surface. And import solid models into CATIA finite element analysis module for the static analysis of the main cutting force. At last we got the result that the main cutting force has little effect on carbide shaper cutter’s wear and chipping. Under the action of main cutting force the corner is dangerous point, the tooth roots part is the minor dangerous point. The analysis results laid a theoretical foundation of further study of carbide shaper cutter. Meanwhile, for practical application, used AutoCAD software to draw two-dimensional engineering drawings.
Keywords: Carbide material; Shaper cutter; CATIA solid modeling; Finite element analysis
目录
摘要 (1)
Abstract (2)
目录 (3)
第1章绪论 (1)
1.1 硬齿面插齿技术概述 (1)
1.1.1 插齿技术在齿轮加工中的地位 (1)
1.1.2 硬齿面插齿技术的国内外发展现状 (1)
1.2 插齿刀技术的发展 (3)
1.2.1 涂层技术的开发应用 (3)
1.3插齿刀变位系数的限制因素 (3)
1.3.1内插齿刀的最大变位系数（X0）max的限制因素 (4)
1.3.2内插齿刀的最小变位系数（X0）min 的限制因素 (4)
1.4 本课题研究的主要内容 (4)
第2章硬质合金插齿刀的建模 (6)
2.1 硬质面插齿刀的构形理论 (6)
2.2 插齿刀的具体设计参数 (6)
第3章 CATIA环境下的插齿刀实体建模 (16)
3.1 CATIA软件简介 (16)
3.2 曲面造型技术 (17)
3.3 凸曲面插齿刀实体建模 (18)
3.4 插齿刀实体造型的作用 (23)
第4章插齿刀有限元分析 (24)
4.1 关于有限元分析法的有关问题 (24)
4.2 有限元分析原理及步骤 (26)
4.3 插齿刀有限元具体分析过程 (28)
4.4 刀齿插齿主切削力受载分析 (32)
4.4 总结 (36)
结论 (37)
参考文献 (38)
致谢 (39)
第1章绪论
1.1硬齿面插齿技术概述
随着机械工业的发展，硬齿面齿轮的应用越来越广泛。而且现代工业对传动系统和变速系统中齿轮精度和机械性能的要求越来越高，齿轮正朝着高精度、低噪声、高承载、高速度、轻量化及长寿命方向发展。伴随着高精度硬齿面齿轮的广泛应用，国内外都对硬齿面齿轮的加工进行了大量研究，致力于如何以高效率和低成本来实现硬齿面的精加工。在齿轮的切削加工方法中，插齿技术是目前高精度硬齿面齿轮加工的一种广泛应用的切齿方法。
1.1.1插齿技术在齿轮加工中的地位
齿轮的切削加工方法按其原理可分为仿形法和展成法两类，其中展成法是目前齿轮加工中应用最普遍的方法，它是利用一对齿轮啮合或齿轮与齿条啮合的工作原理来加工的，如滚齿、插齿、剃齿和梳齿等工艺方法。
硬齿面齿轮的精插削是用硬质合金插齿刀精加工热处理后硬度为HRC45-64硬齿面齿轮。硬齿面精加工通常采用磨削工艺，即齿轮在淬火前进行粗切齿，淬火后用磨齿的方法精加工。此工艺的特点是效率低、成本高，其应用受到很大的限制。20世纪70年代，国内外开始采用硬质合金刀具精加工的研究，相继开发了硬质合金滚刀、硬质合金插齿刀等精切硬齿面齿轮的新技术，均已取得了一定的成效，从工艺上保证了淬硬齿轮的广泛应用的可能性。但是到目前为止刀具都存在易崩刃、寿命短的问题，使这类刀具即使在稳定的工况上也难于使用。
对于插齿工艺来说，由于插齿时刀具的齿距累积误差和机床传动链误差都将反映到被加工的齿轮上，因此插齿刀不易加工出精度很高的齿轮，其加工效率亦相对低于滚齿工艺。滚齿生产具有高效率、高精度及加工范围广等特点，因此滚齿工艺是实际生产中应用最为广泛的切齿方法，在齿轮加工中一直居优势地位。然而有些情况，特别是对内齿轮、阶梯齿轮或多联齿轮、无空刀槽的人字齿轮及某些非标准齿轮的加工，插齿加工方法具有不可替代性，因而插齿工艺在整个齿轮加工业中仍占有很大的比例。
随着工业技术水平的提高，插齿技术也得到很大发展，对插齿机床和插齿刀具的有效改进，使得其生产效率和加工精度与滚齿生产的差距日益缩小，加之其所具有的加工特性，在实际生产中至今仍被广泛采用，因此，它是一种不可取代的齿轮加工技术。
1.1.2 硬齿面插齿技术的国内外发展现状
齿轮传动作为机械传动的主要形式和机器结构的基本部件，随着科学技术的发展，齿轮的传动装置朝着大功率、小体积和高寿命方向发展，这就对齿轮的承载能力、使用寿命、制造精度等方面提出了越来越高的要求。为了满足这些要求，
硬齿面齿轮获得越来越广泛的应用。而硬齿面齿轮的精加工则成为齿轮加工技术发展的重点。伴随着新型磨料和刀具材料以及相关技术和设备的发展，也随之产生了对硬齿面齿轮精加工的多种方法。传统上多采用普通磨齿法、珩齿法。近年来，在汽车行业大量生产中，主要采用蜗杆砂轮磨齿机磨齿，它是磨齿工艺中效率较高的，同时为了提高硬齿面齿轮的加工效率，满足各种硬齿面加工的需要，许多国家致力于各种切削方法的研究以实现硬齿面的高效加工。迄今为止，用硬质合金刀具进行硬齿面的滚齿、插齿、剃齿等均有了很大的成效，从工艺上保证了淬硬齿轮广泛应用的可能性，尤其适用于中小批生产规模的机械制造工厂，可取得投资小，见效快，获得较高的技术、经济效益的效果。
硬齿面珩齿加工能加工7~6级精度的齿轮，不仅能加工淬硬的直齿、斜齿、圆柱齿轮，而且能纠正齿轮预加工时的各项误差，常用于精密和高精密齿轮的加工。硬齿面滚齿加工广泛用于模数为40~2m m ,齿面硬度为64~45HRC 各种硬齿面圆柱齿轮的半精滚和精滚加工，由于滚齿加工能有效的纠正热处理变形，使齿轮恢复到热前精度，因此，可用于加工6~5级精度齿轮。
目前，标准的插齿刀只能用于加工中硬度齿面的齿轮。硬齿面插齿刀的研制，国外起步较早，德、日、前苏联等国早在70年代就开始此项目的研究，先已进入应用阶段。国内开始于80年代中期，目前正处于研制阶段，并已取得了显著成果。如内蒙古第一机械制造厂采用758刀片制造的压配式插齿刀（采用平前刀面）加工硬度HRC60的齿轮（18CrNi4A ）达到8级精度；成都工具研究所用AA 级硬质合金插齿刀加工HRC45 ~62的硬齿面齿轮，加工精度可达6 ~7级（GB179-83），表达粗糙度达到错误！未找到引用源。a0.4；瑞士MAAG 公司研究的硬齿面梳齿法，可加工m6 ~m50，硬齿面硬度小于HRC65的齿轮，精度可达5 ~6级（DIN3962），与磨齿相比，加工时间可减少30%~40%。但这些插齿刀突出的问题是极易崩刃，寿命较短，从而导致硬质合金插齿刀难以在生产中推广应用，硬质合金材料效用难以充分发挥。
大圆周进给量插齿方法的开发成功使插齿技术得到了重要进展。采用大圆周进给插削齿轮时，插齿刀的切削负荷比滚齿加工大的多。切削速度超过50m/min ，圆周进给量增大，插削出的切屑变窄变厚，引起刀具磨损状态的变化。前刀面上磨损形成的月牙洼的深度减小，月牙洼最深处离刀刃较远，磨损区沿整个刀刃均匀分布。由于切屑变厚，容易发生磨损，但插齿的啮出侧刃刃部的磨损有所减少;同时由于单个刀刃的切削面积为传统插齿方法的1.5倍以上，切削负荷集中于顶刃，容易发生由热冲击和切削应力集中造成的刀具破损。前刀面磨损造成的月牙洼虽然变浅，但磨损区的材料软化却深入到刀具材料内部，要注意在刀具重磨时将软化层除去。采用CAE 技术在切削负荷、应力预测、刀具材料选择、热处理方法等方面进行分析，找出对策，就能延长刀具寿命。
CNC技术应用于插齿机后，生产率和质量大大提高，微电子技术的广泛发展使机床在技术上领先于刀具，加工能力超过了原有刀具的承受能力。因此如何在刀具上进行改革迎头赶上CNC机床的发展，成为齿轮刀具界的一个重要使命。
由于硬齿面插齿工艺在齿轮加工中的独特地位，随着机械工业的发展，硬齿面插齿刀的研制将越来越受到齿轮制造业的重视。
1.2 插齿刀技术的发展
近年来，由于机床设计的改进和技术的发展，在生产中采用新型的高速或CNC高速插齿机床己成为一种趋势。在一些工业发达的国家，如德、美、日、英等国，已得到较为普遍的应用，插齿生产的效率和精度都在逐步提高。为了充分发挥现代机床的效能，开发和制造与之适应的新型插齿刀具，己成为刀具研究和生产领域面临的重要课题之一。
为了发挥以车削加工中心和镗铣类加工中心为代表的数控加工技术的优势，提高加工效率，对复杂零件的加工要求在一次装夹中进行多工序的集中加工，并淡化传统的车、铣、镗、螺纹加工等不同切削工艺的界限，是当前提高数控机床效率、加快产品开发的有效途径。为此，这也对刀具提出了多功能的新要求，要求一种刀具能完成零件不同工序的加工，减少换刀次数，节省换刀时间，以减少刀具的数量和库存量，有利于管理和降低制造成本。较典型的有多功能车刀、铣刀、镗铣刀、钻铣刀、螺纹-倒角等刀具。与此同时，在批量生产线上，使用针对工艺需要开发的专用刀具或智能刀具，可以提高加工效率和精度，减少投资。有的专用刀具可将零件的加工时间降至原来的1/10以下，效果十分显著。
插齿刀的发展主要在以下三个方面进行：刀具材料、刀具结构和刀具几何参数改进。
1.2.1 涂层技术的开发应用
刀具涂层技术自从问世以来，对刀具性能的改善和加工技术的进步起着非常重要的作用，涂层刀具已经成为现代刀具的标志，在刀具中的比例已超过50%。在21世纪初，涂层刀具的比例将进一步增加，有望在技术上突破CBN涂层技术，并且实用化，使CBN的优良性能在更多的刀具和切削加工中得到应用，甚至精密复杂刀具和成形刀具，这将全面提高加工黑色金属的切削水平。此外，纳米级超薄、超多层涂层和氮化碳等新型涂层材料的开发应用速度将加快，涂层将成为改善刀具性能的主要途径。
1.3插齿刀变位系数的限制因素
设计插齿刀时合理选择变位系数是一项重要工作。新插齿刀应尽量采用大的变位系数X0，这是因为：
(1)增加X0值使插齿刀可刃磨次数增多，增加插齿刀的使用寿命；
(2)插齿刀X0值大时顶圆出侧刃前角大，加工出的齿轮表面质量好。
但插齿刀变位系数X0的增加也受到限制：
(1)插齿刀齿顶将变尖，而耐用度降低；
(2)用变位量打的插齿刀加工出的齿轮容易发生过度曲线干涉。
设计插齿刀时应在这两限制条件允许的情况下，选用最大的变位系数（X0）max 。
使用插齿刀时要求能多磨几次，变位系数达到最小值。（X0）min受到下列因素的限制：
(1)插齿刀刀齿强度的限制，刀齿刃磨后变薄强度下降；
(2)被切齿轮根切的限制（当被切齿轮较小时）；
(3)被切齿轮顶切的限制（当插齿刀齿数较少和齿轮齿数较多时）。
计算时根据插齿刀用到强度极限时的（X0）min校验根切和顶切是否发生。设计和使用插齿刀时，必须考虑上面几个限制因素，保证加工出合格的齿轮。
1.3.1内插齿刀的最大变位系数（X0）max的限制因素
(1)刀齿齿顶变尖；
(2)插内齿轮时的切入顶切；
(3)插内齿轮时发生负啮合角；
(4)被加工齿轮的过渡曲线干涉。
对于标准的内插齿刀，确定（X0）max 主要是根据齿顶变尖和被加工齿轮过渡曲线干涉的限制。其他限制条件是使用插齿刀的校验项目。
1.3.2内插齿刀的最小变位系数（X0）min 的限制因素
(1)插齿时内齿轮齿顶的干涉顶切；
(2)插齿刀本身的根切；
(3)插齿刀齿形有效渐开线长度的减小。
由于内插齿刀一般齿数都较少，所以插齿刀本身的根切和有效渐开线齿形的长度的减小，常常成为限制插齿刀最小变位系数（X0）min的主要因素。切齿时的齿顶干涉顶切，可作为验算项目。
插齿刀最小变位系数（X0）min也受到刀齿强度的限制，内插齿刀的允许最小刃磨厚度Bmin可参考外插齿刀的数值。一般情况因插内齿轮的限制因素较多，往往没有用到强度极限，就受其他条件限制而不能继续使用，特别是在插齿刀齿数较少时。
1.4本课题研究的主要内容
刀具在切削过程中将逐渐产生磨损，当磨损量达到一定程度时，可以明显地发现切削力加大，切削温度上升，切屑颜色改变，甚至产生振动。同时，工件尺寸可能会超出公差范围，已加工表面质量明显恶化。有时刀具也可能在切削过程中会突然损坏而失效，造成刀具破损。刀具的磨损、破损及其使用寿命关系到切
削加工的效率、质量和成本，因此它是切削加工中极为重要的问题之一。
因此有必要对插齿刀进行三维参数化实体建模，并在保证一定精度的前提下，对实体模型进行有限元分析以了解刀具切削过程中应力的分布及其对刀具的影响。本文主要研究内容：
（1）完成m=5mm\α=25°\
x= 0.0332精插齿直齿硬质合金插齿刀设计；
（2）利用CATIA软件对复杂刀具建模，重点曲面建模；
（3）根据插齿加工切削用量及切削力计算经验公式对切削力进行计算，利用CATIA软件的工程分析模块对硬质合金插齿刀进行有限元分析。分析刀具切削过程中应力的分布及其对刀具的影响。
第2章硬质合金插齿刀的建模
2.1 硬质面插齿刀的构形理论
插齿刀就像一个磨有前、后角而形成切削刃的齿轮，它是根据展成原理与被加工齿轮啮合来插制齿轮的。标准插齿刀的主要技术特征是其前刀面为圆锥面，使顶刃和侧刃形成径向前角，即切深剖面前角γp。齿侧表面是渐开螺旋面形成侧刃后角αc，两侧齿面螺旋角相等但螺旋方向相反。顶刃后刀面亦为一圆锥面，形成顶刃后角αp。
插齿刀切削齿轮时，切削刃运动轨迹形成一个齿轮，称为产形齿轮，直齿插齿刀切削刃在端面的投影就是产形轮的端面齿形。要加工出正确的渐开线齿形齿轮，和它共轭的产形齿轮齿形必须是渐开线，故插齿刀切削刃在端面的投影必须是渐开线时插齿刀才没有构形误差（也称齿形设计误差）。但由于插齿刀有前角和后角，这必将引起构形误差。如果径向前角γp=0，插齿刀端剖面中的齿形是渐开线，没有构形误差。对于一般的高速钢插齿刀，其前刀面常常设计成γp>0°的圆锥面；对于硬质合金插齿刀，为提高插齿刀的抗崩刃能力，其前刀面须设计成γp<0°的圆锥面，它们和后刀面--渐开螺旋面的交线（即侧刃）在端面中的投影已不是渐开线，即存在构形误差。
2.2插齿刀的具体设计参数
本课题设计的是直齿插齿刀，根据指导教师所给出的相关数据，根据《复杂刀具设计手册》可算得其它的相关参数。具体设计参数见表2-1、表2-2、表2-3.
表2-4
表2-1 热前插齿刀模数M=4
序号计算项目符号计算公式及依据计算结果
插齿刀基本参数
1 模数m n选取齿轮的标准模数 4
2 分圆压力角α为被切齿轮的分圆压力角20°
3 齿数z o
建议根据模数按标准插齿刀来选
取。如需特殊设计，须保证能在齿轮
磨床上磨削，并与被切齿轮齿数无公
约数
25
4 侧刃所在圆锥面
底角
γ可取γ≤-5°5°
5 齿顶后角α通常取标准值6°6°
6
齿高系数
h o
正常齿取1，短齿取0.8
0.8
7 齿顶间隙系数 c o ′ 根据被加工四排齿圈要求，选取c o ′
=0.1368（标准齿轮通常取0.25或
0.3）
0.1368
8 齿根间隙系数 c o ″
根据被加工四排齿圈要求，选取c o ″=0.3732（标准齿轮通常取c o ″
= c o ′
） 0.3732 9 插齿刀变位系数 0x
根据被加工的四排齿圈的要求，计算
得插齿刀变位系数X=0.0332
0.538 10 原始截面到侧刃
距离 b b p
b x m b αtan 0
?=
20.475 11 厚度 B 根据插齿刀的结构工艺取B=39.8mm
40 12 分圆直径 d d=mz o 100 13
基圆半径
r b
r b =dcos α/2
46.985
原 始 截 面 上 的 齿 形 尺 寸
14 齿顶高 h a )(**'
+?=?=o o ao a c h m h m h
6.22 15 分圆弧齿厚 s s=πm/2 6.2832 16
分圆齿距
p o
p o =πm
12.5664
前 端 面 上 的 齿 形 尺 寸
17 齿顶高 h oa 0*)(x m c h m h o o oa ?+'
+?= 6.81 18 齿根高 h of 0*)(x m c h m h o o of ?-"
+?=
2.85 19 齿顶圆半径 r oa 22oa
o oa h z m r ?+?= 56.81 20
齿根圆半径
r of
2
2of
o of h z m r ?-?=
47.15
插齿刀其它参数
21 修正后齿形角 αo
γ
αα
αtan tan 1tan tan ?+=
p o
20.1707° 22 基圆螺旋角 β
ob
p o ob ααβtan sin tan ?= 2.0756° 23 分圆螺旋角 βo p o o ααβtan tan tan ?=
2.2111° 24 基圆半径 r ob
r ob =dcos α0/2
46.933 25
前端面分圆弧齿
厚
s o
o o m x m
s απtan 22
0???+?=
7.85
26 基圆齿厚 s ob
半径r i 处的圆弧齿厚公式：
)]
(2 tan 4[
0ob o o
o
ob ob inv inv z x r s αααπ-?+??+?=
其中：ob
b
ob r r =
αcos 8.7335
27 顶圆齿厚 s oa
)]
(2 tan 4[
0oa o o
o
oa oa inv inv z x r s αααπ-?+??+?=
其中：oa
b
oa r r =
αcos 2.3319
28 刀片厚度 C 使胶缝远离切削刃热源，刀片不宜太
薄
29
其它结构尺寸
-
按标准插齿刀选取
结果见图纸
在距前端面2.5mm 处进行齿形检测，计算检测用参数
30 测量始点压力角 αoi
o
ob p
b oo o oi r b m h ααααsin tan )5.2( tan tan *
??--?-
=
其中：h oo *—被切齿轮的原始齿条齿顶
高系数，一般取1
12.8644°
31 测量终点压力角 oa α' p
oa ob
oa r r ααtan 5.2cos ?-=
'
32.2860° 32 测量始点曲率半
径 ρmin
oi ob r αρtan min ?=
12.875 33
测量终点曲率半
径 ρ
max
oa
ob r αρ'?=tan max 31.446
34 前端面公法线长
度
W n
]
)5.2([cos sin 20o o o o
n inv z n m x m w απαα?+-???+???= n —测量公法线时的跨齿数，取n=5
32.3787
表2-2 热前插齿刀模数M=5
序号 计算项目 符号 计算公式及依据
计算结果
插齿刀基本参数
1 模数 m n 选取齿轮的标准模数 5 2
分圆压力角
α
为被切齿轮的分圆压力角
25°
3
齿数
z o
建议根据模数按标准插齿刀来选取。如需特殊设计，须保证能在齿轮磨床上磨削，并与被切齿轮齿数无公约数
21
4 侧刃所在圆锥面
底角 γ
可取γ≤-5° 5° 5 齿顶后角 αp 通常取标准值6° 6° 6 齿高系数 ho* 正常齿取1，短齿取0.8 1 7 齿顶间隙系数 co ′ 根据被加工四排齿圈要求，选取co ′=0.1368（标准齿轮通常取0.25或0.3） 0.1368 8 齿根间隙系数 co ″
根据被加工四排齿圈要求，选取co ″=0.3732（标准齿轮通常取co ″= co ′） 0.3732 9 插齿刀变位系数 0x
根据被加工的四排齿圈的要求，计算得
插齿刀变位系数X=0.0332
0.0332 10 原始截面到侧刃
距离 bb p
b x m b αtan 0
?=
1.58 11 厚度 B 根据插齿刀的结构工艺取B=39.8mm
17 12 分圆直径 d d=mzo 105 13
基圆半径
rb
rb=dcos α/2
47.58
原 始 截 面 上 的 齿 形 尺 寸
14 齿顶高 h a )(**'
+?=?=o o ao a c h m h m h
6.2 15 分圆弧齿厚 s s=πm/2
7.8540 16
分圆齿距
p o
p o =πm
15.7080
前 端 面 上 的 齿 形 尺 寸
17 齿顶高 h oa 0*)(x m c h m h o o oa ?+'
+?= 6.2665 18 齿根高 h of 0*)(x m c h m h o o of ?-"
+?=
6.0185 19 齿顶圆半径 r oa 22oa
o oa h z m r ?+?= 58.7 20
齿根圆半径
r of
2
2of
o of h z m r ?-?=
46.415
插齿刀其它参数
21 修正后齿形角 αo
γ
αα
αtan tan 1tan tan ?+=
p o
25.2033° 22
基圆螺旋角
β
ob
p o ob ααβtan sin tan ?=
2.5627°
序号 计算项目 符号 计算公式及依据
23 分圆螺旋角 βo p o o ααβtan tan tan ?=
2.7803° 24 基圆半径 r ob
r ob =dcos α0/2
47.6584 25
前端面分圆弧齿
厚
s o
o o m x m
s απtan 22
0???+?=
8.3923
26 基圆齿厚 s ob
半径r i 处的圆弧齿厚公式：
)]
(2 tan 4[
0ob o o
o
ob ob inv inv z x r s αααπ-?+??+?=
其中：ob
b
ob r r =
αcos 10.3977
27 顶圆齿厚 soa
)]
(2 tan 4[
0oa o o
o
oa oa inv inv z x r s αααπ-?+??+?= 其中：
oa
b oa r r =
αcos
1.3502
28 刀片厚度 C 使胶缝远离切削刃热源，刀片不宜太薄
29 其它结构尺寸 按标准插齿刀选取 结果见图纸
在距前端面2.5mm 处进行齿形检测，计算检测用参数
30 测量始点压力角 αoi
o
ob p
b oo o oi r b m h ααααsin tan )5.2( tan tan *
??--?-
=
其中：h oo *—被切齿轮的原始齿条齿顶高
系数，一般取1
12.8396°
31 测量终点压力角 oa α' p
oa ob
oa r r ααtan 5.2cos ?-=
'
35.4501° 32 测量始点曲率半
径
ρ
min
oi ob r αρtan min ?=
10.8623 33
测量终点曲率径 ρ
max
oa
ob r αρ'?=tan max 33.9318
34
前端面公法线长
度
W n
]
)5.2([cos sin 20o o o o
n inv z n m x m w απαα?+-???+???= n —测量公法线时的跨齿数，取n=5
38.9222
表2-3 热后插齿刀 模数M=4
序号 计算项目 符号 计算公式及依据
计算结果
插齿刀基本参数
1 模数 m n 选取齿轮的标准模数 4
2 分圆压力角 α 为被切齿轮的分圆压力角 20° 3
齿数 z o
建议根据模数按标准插齿刀来选取。如需特殊设计，须保证能在齿轮磨床上磨削，并与被切齿轮齿数无公约数
25
4 侧刃所在圆锥面底角 γ
可取γ≤-5° -5° 5 齿顶后角 α
p
通常取标准值6° 6° 6 齿高系数 h o * 正常齿取1，短齿取0.8 0.8 7 齿顶间隙系数 c o ′ 根据被加工四排齿圈要求，选取c o ′=0.1368（标准齿轮通常取0.25或0.3） 0.1368 8 齿根间隙系数 c o ″
根据被加工四排齿圈要求，选取c o ″=0.3732（标准齿轮通常取c o ″
= c o ′
） 0.3732 9 插齿刀变位系
数 0x
根据被加工的四排齿圈的要求，计算得
插齿刀变位系数X=0.0332
0.538 10 原始截面到侧刃距离 b b p
b x m b αtan 0
?=
20.475 11 厚度 B 根据插齿刀的结构工艺取B=39.8mm
40 12 分圆直径 d d=mz o 100 13
基圆半径
r b
r b =dcos α/2
46.985
原 始 截 面 上 的 齿 形 尺 寸
14 齿顶高 h a )(**'
+?=?=o o ao a c h m h m h
3.7472 15 分圆弧齿厚 s s=πm/2 6.2832 16
分圆齿距
p o
p o =πm
12.5664
前 端 面 上 的 齿 形 尺 寸
17
齿顶高 h oa
0*)(x m c h m h o o oa ?+'
+?=
5.8992
18 齿根高 h of 0*)(x m c h m h o o of ?-"
+?=
2.5408 19 齿顶圆 半径 r
oa
22oa
o oa h z m r ?+?= 55.8992 20
齿根圆半径
r of
2
2of
o of h z m r ?-?=
47.4592
插齿刀其它参数
21 修正后齿形角 αo
γ
αα
αtan tan 1tan tan ?+=
p o
19.832° 22 基圆螺旋角 β
ob
p o ob ααβtan sin tan ?= 2.0422° 23 分圆螺旋角 βo p o o ααβtan tan tan ?=
2.1708° 24 基圆半径 r ob
r ob =dcos α0/2
47.0346 25
前端面分圆弧齿厚
s o
o o m x m
s απtan 22
0???+?=
7.8354
26 基圆齿厚 sob
半径ri 处的圆弧齿厚公式：
)]
(2 tan 4[
0ob o o
o
ob ob inv inv z x r s αααπ-?+??+?=
其中：
ob
b ob r r =
αcos
8.7335
27 顶圆齿厚 soa
)]
(2 tan 4[
0oa o o
o
oa oa inv inv z x r s αααπ-?+??+?= 其中：
oa
b oa r r =
αcos
2.3319
28 刀片厚度 C 使胶缝远离切削刃热源，刀片不宜太薄
29
其它结构尺寸
按标准插齿刀选取
结果见图纸
在距前端面2.5mm 处进行齿形检测，计算检测用参数
30 测量始点压力角 αoi
o
ob p
b oo o oi r b m h ααααsin tan )5.2( tan tan *
??--?-
=
其中：h oo *—被切齿轮的原始齿条齿顶高
系数，一般取1
12.8644°
31 测量终点压力角
oa
α' p
oa ob
oa r r ααtan 5.2cos ?-=
'
32.2860° 32
测量始点曲率半径 ρ
min
oi ob r αρtan min ?=
10.7416
33
测量终点曲率半径 ρmax
oa
ob r αρ'?=tan max 29.7180
34 前端面公法线长度 W n
]
)5.2([cos sin 20o o o o
n inv z n m x m w απαα?+-???+???= n —测量公法线时的跨齿数，取n=5
32.3787
表2-4 热后插齿刀 模数M=5
序号 计算项目 符号 计算公式及依据
计算结果
插齿刀基本参数
1 模数 m n 选取齿轮的标准模数 5
2 分圆压力角 α 为被切齿轮的分圆压力角 25° 3
齿数
z o
建议根据模数按标准插齿刀来选取。如需特殊设计，须保证能在齿轮磨床上磨削，并与被切齿轮齿数无公约数
21
4 侧刃所在圆锥面底
角 γ
可取γ≤-5° -5° 5 齿顶后角 αp 通常取标准值6° 6° 6 齿高系数 h o
*
正常齿取1，短齿取0.8 1 7 齿顶间隙系数 c o ′ 根据被加工四排齿圈要求，选取c o ′=0.1368（标准齿轮通常取0.25或0.3） 0.1368 8 齿根间隙系数 c o ″
根据被加工四排齿圈要求，选取c o ″=0.3732（标准齿轮通常取c o ″
= c o ′
）
0.3732 9 插齿刀变位系数 0x
根据被加工的四排齿圈的要求，计算得插齿刀变位系数X=0.0332
0.1165 10 原始截面到侧刃距
离 b b p
b x m b αtan 0?=
5.54 11 厚度 B 根据插齿刀的结构工艺取B=39.8mm
39.8 12 分圆直径 d d=mz o 105 13
基圆半径
r b
r b =dcos α/2
47.58
原 始 截 面 上 的 齿 形 尺 寸
14 齿顶高 h a )(**'
+?=?=o o ao a c h m h m h
5.6840 15 分圆弧齿厚 s s=πm/2 7.8540 16
分圆齿距
p o
p o =πm
15.7080
前 端 面 上 的 齿 形 尺 寸
17 齿顶高 h oa 0*)(x m c h m h o o oa ?+'
+?= 6.2665 18 齿根高 h of 0*)(x m c h m h o o of ?-"
+?=
6.2835 19 齿顶圆半径 r oa 22oa
o oa h z m r ?+?= 58.7665 20
齿根圆半径
r of
2
2of
o of h z m r ?-?=
46.2165
插齿刀其它参数
21 修正后齿形角 αo
γ
αα
αtan tan 1tan tan ?+=
p o
24.7997° 22 基圆螺旋角 β
ob
p o ob ααβtan sin tan ?= 2.5243° 23 分圆螺旋角 βo p o o ααβtan tan tan ?=
2.7803° 24 基圆半径 r ob
r ob =dcos α0/2
47.6584 25
前端面分圆弧齿厚
s o
o o m x m
s απtan 22
0???+?=
8.3923
26 基圆齿厚 s ob
半径r i 处的圆弧齿厚公式：
)]
(2 tan 4[
0ob o o
o
ob ob inv inv z x r s αααπ-?+??+?=
其中：ob
b
ob r r =
αcos 10.3977
27 顶圆齿厚 s oa
)]
(2 tan 4[
0oa o o
o
oa oa inv inv z x r s αααπ-?+??+?=
其中：oa
b
oa r r =
αcos 1.3502
28 刀片厚度 C 使胶缝远离切削刃热源，刀片不宜太薄
29
其它结构尺寸
按标准插齿刀选取
结果见图纸
在距前端面2.5mm 处进行齿形检测，计算检测用参数
30 测量始点压力角 αoi
o
ob p
b oo o oi r b m h ααααsin tan )5.2( tan tan *
??--?-
=
其中：h oo *—被切齿轮的原始齿条齿顶高
系数，一般取1
12.8396°
31 测量终点压力角
oa
α' p
oa ob
oa r r ααtan 5.2cos ?-=
'
35.4501° 32
测量始点曲率半径 ρ
min
oi ob r αρtan min ?=
10.8623
33
测量终点曲率半径 ρmax
oa
ob r αρ'?=tan max 33.9318
34 前端面公法线长度 W n
]
)5.2([cos sin 20o o o o
n inv z n m x m w απαα?+-???+???= n —测量公法线时的跨齿数，取n=5
38.9222
第3章 CATIA环境下的插齿刀实体建模
3.1 CATIA软件简介
随着机械设计的不断发展，三维辅助设计软件在产品设计和加工中成为不可缺少的重要工具。由于CATIA具有超强的自由曲面功能、逆向工程的功能及全面的组合分析功能，因此在世界范围内得到了广泛的应用。
作为世界领先的CAD/CAM软件，CATIA在过去的二十年中一直保持着骄人的业绩，居同行业首位；CATIA在汽车及摩托车、航空航天领域的统治地位不断增强。目前的CATIA覆盖了产品开发的整个周期，并且一直保持着其技术领先的优势。
(1)CATIA先进的混合建模技术
设计对象的混合建模：在CATIA的设计环境中，无论是实体还是曲面，做到了真正的互操作。
变量和参数化混合建模：在设计时，设计者不必考虑如何参数化设计目标，CATIA提供了变量驱动及后参数化能力。
几何和智能工程混合建模：对于一个企业，可以将企业多年的经验积累到CATIA的知识库中，用于指导本企业新手，或指导新产品的开发，加速新型号推向市场的时间。
(2)CATIA具有在整个产品周期内的方便的修改能力，尤其是后期修改性
无论是实体建模还是曲面造型，由于CATIA提供了智能化的树结构，用户可方便快捷的对产品进行重复修改，即使是在设计的最后阶段需要做重大的修改，或者是对原有方案的更新换代，对于CATIA来说，都是非常容易的事。
(3)CATIA所有模块具有全相关性
CATIA的各个模块基于统一的数据平台，因此CATIA的各个模块存在着真正的全相关性，三维模型的修改，能完全体现在二维，以及有限元分析，模具和数控加工的程序中。
(4)并行工程的设计环境使得设计周期大大缩短
CATIA提供的多模型链接的工作环境及混合建模方式，使得并行工程设计模式已不再是新鲜的概念，总体设计部门只要将基本的结构尺寸发放出去，各分系统的人员便可开始工作，既可协同工作，又不互相牵连；由于模型之间的互相联结性，使得上游设计结果可做为下游的参考，同时，上游对设计的修改能直接影响到下游工作的刷新。实现真正的并行工程设计环境。
(5)CATIA覆盖了产品开发的整个过程
CATIA提供了完备的设计能力：从产品的概念设计到最终产品的形成，以其精确可靠的解决方案提供了完整的2D、3D、参数化混合建模及数据管理手段，
齿轮的参数代号图解计算方法
传动 形式 齿轮形状主要特点 两轴平行的齿轮传动直齿圆柱齿 轮传动 1、两轮轴线互相平行。 2、齿轮的齿长方向与齿轮轴线 互相平行。 3、两轮传动方向相反。 4、此种传动形式英勇最广泛。 直齿圆柱齿 轮传动 1、两轮轴线互相平行。 2、齿轮的齿长方向与齿轮轴线 互相平行。 3、两轮传动方向相反； 斜齿圆柱齿 轮传动 1、轮齿齿长方向线与齿轮轴线 倾斜一个角度。 2、与直齿圆柱齿轮传动相比， 同时啮合的齿数增多，传动平 稳，传动的扭矩也比较大。 3、运转时存在轴向力。 4、加工制造比直齿圆柱齿轮传 动麻烦。 斜齿圆柱齿 轮传动 非圆齿轮传 动 1、目前常见的非圆齿轮有椭圆 形、扇形。 2、当主动轮等速转动时从动轮 可以实现有规则的不等速转动。 3、此种传动多见于自动化机构。
人字齿轮传 动1、具有斜齿圆柱齿轮的优点，同时运转时不产生轴向力。2、适用于传递功率大，需作正反向运转的机构中。 3、加工制造比斜齿圆柱齿轮麻烦。 传动 形式 齿轮形状主要特点 两轴相交的齿轮传动交叉轴斜齿 轮传动 1、两轮轴线不再同一平面上， 或者任意交错，或者垂直交错。 2、两轮的螺旋角可以相等，也 可以不相等。 3、两轮的螺旋方向可以相同， 也可以不相同。 蜗杆传动 1、蜗杆轴线与蜗轮轴线成垂直 交错。 2、可以实现大的传动比，传动 平稳，噪声小，有自锁。 3、传动效率较低，蜗杆线速度 受一定限制。 直齿锥齿轮 传动 1、两轮轴线相交于锥顶点，轴 交角α有三种，α〉90°，α =90°（正交），α〈90°。 2、轮齿齿线的延长线通过锥点。
斜齿锥齿轮传动 1、轮齿齿线呈斜向，或者说，齿线的延长线不通过锥点，而是 与某一圆相切。 2、两轮螺旋角相等，螺旋方向相反。 弧齿锥齿轮传动 1、轮齿齿线呈弧形。 2、两轮螺旋角相等，螺旋方向 相反。 3、与直齿锥齿轮传动相比，同 时参加啮合的齿数增多，传动平稳，传动的扭矩较大。 齿轮几何要素的名称、代号 齿顶圆：通过圆柱齿轮轮齿顶部的圆称为齿顶圆，其直径用 d a 表示。 齿根圆：通过圆柱齿轮齿根部的圆称为齿根圆，直径用 d f 表示。 齿顶高：齿顶圆 d a 与分度圆d 之间的径向距离称为齿顶高，用 h a 来表示。 齿根高：齿根圆 d f 与分度圆 d 之间的径向距离称为齿根高，用 h f 表示。 齿顶高与齿根高之和称为齿高，以h 表示，即齿顶圆与齿根圆之间的径向距离。以上所述的几何要素均与模数 m 、齿数z 有关。 齿形角：两齿轮圆心连线的节点Ｐ处，齿廓曲线的公法线（齿廓的受力方向）与两节圆的内公切线（节点P 处的瞬时运动方向）所夹的锐角，称为分度圆齿形角，以α表示，我国采用的齿形角一般为20°。 传动比：符号i ，传动比i 为主动齿轮的转速n 1（r/min ）与从动齿轮的转速n 2（r/min ）之比，或从动齿轮的齿数与主动齿轮的齿数之比。 即i= n 1/n 2 = z 2/z 1
参数设计的深入研究
2014-2015学年第一学期 统计质量管理课程论文 题目：参数设计的深入研究 姓名： xx 学号： xxxxxxx 专业： xxx 授课教师： xxx 完成时间：
参数设计的深入研究 摘要：田口玄一的参数设计的思想和方法已经在实际中取得了巨大的成功 ,同时也引起了学术界的重视。近十年来人们对此作了大量的研究.这些研究涉及参数设计的各个方面.本文试图对参数设计深入研究。 关键词: 参数设计交互作用 一、参数设计简述: 参数设计是产品开发三个阶段中的第二个阶段,即在给定基本结构后,系统中个参数如何确定,是的产品性能指标接那个达到目标值,又使它在各种环境下波动小,稳定好。譬如在惠斯顿电桥中如何选择A,B,D,F的电阻值和电动势E,使得电阻y能准确测量出来,并且在各种使用环境下测量值的波动小,稳定性好。 二、参数设计的基本方法: 参数设计是一个多因素选优问题。由于要考虑三种干扰对产品质量特性值的波动影响，找出抗干扰性能好的设计方案，故参数设计比正交试验设计要复杂得多。田口博士采用内侧正交表和外侧正交表直积来安排试验方案，用信噪比作为产品质量特性的稳定性指标来进行统计分析。 为什么即便采用质量等级不高、波动较大的元件，通过参数设计，系统的功能仍十分稳定呢？这是因为参数设计利用了非线性效应。 通常产品质量特性值y与某些元部件参数的水平之间存在着非线性关系，假如某一 D(一般呈正产品输出特性值为y，目标值为m，选用的某元件参数为x，其波动范围为 x D，引起y的波动为Dy1，通过参数设计，将x1态分布)，若参数x取水平x1，由于波动 x ，引起y 的波动范围缩小成Dy2，由于非线性效应十分移到x2，此时同样的波动范围 x 明显，即提高了元件质量等级后，对应于x1的产品质量特性y的波动范围仍然比采用较低质量等级元件、对应于水平x2的y波动范围D y2要宽，由此可以看出参数设计的优越性。 三、参数设计的基本流程 在产品设计阶段，研究不一样的产品在使用环境下，不同设计参数是如何影响产品性能的。而参数设计作为一种“放大器”，可以利用比较少的试验费用和时间来获得决策所需的信息。田口参数设计的关键部分就是致力于减少方差，或者说减少产品质量特
模具设计与制造重点知识
模具考试试题复习题 1.冲压工序主要有哪几类？其特点是什么？ 分离工序和成形工序 分离工序的特点是沿着一定边界的材料被破坏而使板料的一部分与另一部分相互分开，如冲孔，落料，切边等。成形工序是指在板材不被坏的前提下，使毛坯发生塑性变形使其形成所需要形状和尺寸的工件，其特点是通过塑性变形得到所需零件，如弯曲，拉伸等。 2.凹凸模之间的间隙对冲压的影响？ 间隙对尺寸精度的影响：间隙越大，板材所受的拉伸作用增强，使落料件的尺寸小于凹模尺寸，冲空间尺寸大于凸模尺寸。 间隙对冲裁力的影响：间隙越小，冲裁件所受的切向压力越大，使冲裁力增加。 间隙对模具寿命的影响：间隙越小，磨损越大，模具的使用寿命减短。 3.分析简单模复合模级进模的特点及作用 简单模：每次行程只能完成单一的冲裁工序，应用于单件生产。 复合模：压力机在一次行程中在一个工位能完成两次或两次以上的冲裁工序，其结构紧凑加工精度高，生产率高适用于批量生产，尤其是能够保证内孔与外轮廓的同心度。 级进模：又称连续模，其特点是压力机在一次冲裁行程中，能够完成两次或两次以上的多工位冲裁工序，适用于结构复杂了零件批量生产。 4.什么是相对弯曲半径，影响最小弯曲半径的因素？ 毛坯的外层材料受切向压力作用，其塑性变形程度取决于r/t的比值，这个比值称为相对弯曲半径，影响最小弯曲半径的因素主要有板材的厚度宽度，板材的表面质量，板材的纤维方向，板材的机械性能等。 5.拉伸过程存在哪些问题？ 起皱和破裂。 起皱的应对措施：采用压边圈防止毛坯拱起，此外增加板材的厚度，减小拉伸力也能减缓起皱的倾向。破裂的应对措施：采用增大圆角和在凹模表面涂抹润滑剂的措施。 6.基准的选择原则： 粗基准的选择原则：选择与加工位置保障精度的面，不重复使用原则，余量均匀原则，选择大而平整的表面原则，便于装夹原则。 精基准的选择原则：基准重合，基准统一，互为基准原则，自为基准原则。 7孔加工刀具有哪些？分别用于什么场合？ 麻花钻：用于孔的粗加工 扩孔钻：用于已加工孔的进一步扩大加工。 铰刀：用于孔的半精加工和精加工。 镗刀：和扩孔钻一样，用于孔的扩大加工，精加工。 8.电火花成形加工有哪些？分别用于什么场合？ 单电级加工：广泛应用于型腔电火花加工。 多电极更换法：适用于尖角，窄缝多的型腔加工。 分电极加工法：适用于自动化程度较高的复杂零件加工。 9.什么是电规准？它对型腔加工的意义？ 脉冲电源发送提供电火花加工的脉冲宽度，脉冲间隔，峰值电流的一组参数，这组参数称为电规准。粗规准：用于电火花精加工；中规准用于精加工与粗加工之间的过渡加工。精加工用于电火花的精加工。 10.模具间隙的调整方法有哪些？哪些用于间隙大小，哪些用于调整均匀？ 垫片法，镀铜法，透光法，涂层法，工艺尺寸法，工艺定位器法，工艺定位孔法，试切法
插齿刀在不同截面内的修正计算及软件设计
插齿刀在不同截面内的修正计算及软件设计
插齿刀在不同截面内的修正计算及软件设计 李金祥 尽管拉削工艺是中、大批量渐开线花键孔最好的加工方式，但在小批量渐开线花键孔、渐开线花键盲孔的加工以及新产品试制时，插齿工艺则成为首选。渐开线花键的齿形为矮齿，不能直接用标准插齿刀加工。通过长期的摸索与实践，我们将标准插齿刀进行改制后用于渐开线花键的齿形加工，取得了令人满意的效果。 因为插齿刀在加工花键孔时，刀具与齿圈是做无侧隙、顶隙的内啮合运动，所以按照内齿轮啮合传动的规律来进行计算。 结合以下加工实例介绍插齿刀齿形改制的计算。 渐开线花键孔的技术参数：,30,20,52===Z mm M α,1502mm d =,8mm d p = ,472.145~719.1452=M 085.165~185.16512=d ,变位系数5.0+=x 。 （1） 插齿刀参数的选择 根据渐开线花键孔插齿刀主要参数选择表和被加工渐开线花键孔的相关参数()3052==z m 、，选择10020z 50===f d m 、、的标准插齿刀，将不会发生切入顶切、切出顶切以及渐开线有效长度不够的现象。 根据实测，所选插齿刀前刀面上跨齿数3=k 时的公法线长度为38.72mm ，顶刃后角?=6e α。 （2） 插齿刀前刀面变位系数max 0x ()αsin 2/max 0m W W x '-= 式中 W ——实测的插齿刀公法线长度（W=38.72mm ） W '——00=x 时的插齿刀理论公法线长度 由()[]απαinv Z k m W 05.0cos '+-=或查阅有关资料可得：mm W 302.38'=
弧齿锥齿轮几何参数设计
弧齿锥齿轮几何参数设计
————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期： ?
第14章 弧齿锥齿轮的轮坯设计 １４.1 弧齿锥齿轮的基本概念 1４．1.1 锥齿轮的节锥 对于相交轴之间的齿轮传动，一般采用锥齿轮。锥齿轮有直齿锥齿轮和弧齿锥齿轮。弧齿锥齿轮副的形式如图14-1所示，与直齿锥齿轮相比,轮齿倾斜呈弧线形。但弧齿锥齿轮的节锥同直齿锥齿轮的节锥一样,相当于一对相切圆锥面作纯滚动，它是齿轮副相对运动的瞬时轴线绕齿轮轴线旋转形成的(图１4－2)。两个相切圆锥的公切面成为齿轮副的节平面。齿轮轴线与节平面的夹角，即节锥的半锥角称为锥齿轮的节锥角δ１或δ２。两齿轮轴线之间的夹角称为锥齿轮副的轴交角∑。节锥任意一点到节锥顶点O 的距离称为该点的锥距R i ,节点P 的锥距为R 。因锥齿轮副两个节锥的顶点重合，则 21δδ+=∑ 大小轮的齿数之比称为锥齿轮的传动比 1 2 12z z i = (１４-1） 小轮和大轮的节点半径r １、r 2分别为 11sin δR r = 22sin δR r = （14－2） 它们与锥齿轮的齿数成正比，即 1 2 1212sin sin z z r r ==δδ （14-3） 传动比与轴交角已知，则节锥可惟一的确定，大、小轮节锥角计算公式为 ∑ +∑ = cos 1sin 12122i i tg δ 21δδ-∑= （14-4) 当0 90 =∑时，即正交锥齿轮 副,122i tg =δ 图14-2 锥齿轮的 (a) 左旋 图14-1 弧齿锥
硬质合金刀具基础知识
硬质合金刀具材料基础知识 文章来源：中国刀具信息网添加人：阿刀 硬质合金是使用最广泛的一类高速加工（HSM）刀具材料，此类材料是通过粉末冶金工艺生产的，由硬质碳化物（通常为碳化钨WC）颗粒和质地较软的金属结合剂组成。目前，有数百种不同成分的WC基硬质合金，它们中大部分都采用钴（Co）作为结合剂，镍（Ni）和铬（Cr）也是常用的结合剂元素，另外还可以添加其他一些合金元素。为什么有如此之多的硬质合金牌号？刀具制造商如何为某种特定的切削加工选择正确的刀具材料？为了回答这些问题，首先让我们了解一下使硬质合金成为一种理想刀具材料的各种特性。 硬度与韧性 WC-Co硬质合金在兼具硬度和韧性方面具有独到优势。碳化钨（WC）本身具有很高的硬度（超过刚玉或氧化铝），而且在工作温度升高时其硬度也很少下降。但是，它缺乏足够的韧性，而这对于切削刀具是必不可少的性能。为了利用碳化钨的高硬度，并改善其韧性，人们利用金属结合剂将碳化钨结合在一起，从而使这种材料既具有远远超过高速钢的硬度，同时又能够承受在大多数切削加工中的切削力。此外，它还能承受高速加工所产生的切削高温。 如今，几乎所有的WC-Co刀具和刀片都采用了涂层，因此，基体材料的作用似乎显得不太重要了。但实际上，正是WC-Co材料的高弹性系数（衡量刚度的指标，WC-Co的室温弹性系数约为高速钢的三倍）为涂层提供了不变形的基底。WC-Co基体还能提供所需要的韧性。这些性能都是WC-Co材料的基本特性，但也可以在生产硬质合金粉体时，通过调整材料成分和微观结构而定制材料性能。因此，刀具性能与特定加工的适配性在很大程度上取决于最初的制粉工艺。 制粉工艺 碳化钨粉是通过对钨（W）粉进行渗碳处理而获得的。碳化钨粉的特性（尤其是其粒度）主要取决于原料钨粉的粒度以及渗碳的温度和时间。化学控制也至关重要，碳含量必须保持恒定（接近重量比为6.13％的理论配比值）。为了通过后续工序来控制粉体粒度，可以在渗碳处理之前添加少量的钒和/或铬。不同的下游工艺条件和不同的最终加工用途需要采用特定的碳化钨粒度、碳含量、钒含量和铬含量的组合，通过这些组合的变化，可以产生各种不同的碳化钨粉。例如，碳化钨粉生产商ATI Alldyne公司共生产23种标准牌号的碳化钨粉，而根据用户要求定制的碳化钨粉品种可达标准牌号碳化钨粉的5倍以上。 在将碳化钨粉与金属结合剂一起进行混合碾磨以生产某种牌号硬质合金粉料时，可以采用各种不同的组合方式。最常用的钴含量为3%－25%（重量比），而在需要增强刀具抗腐蚀性的情况下，则需要加入镍和铬。此外，还可以通过添加其他合金成分，进一步改良金属结合剂。例如，在
齿轮几何参数设计计算
第2章渐开线圆柱齿轮几何参数设计计算 2．1 概述 渐开线圆柱齿轮设计是齿轮传动设计中最常用、最典型的设计，掌握其设计方法是齿轮设计者必须具备的，对于其它类型的传动也有很大的帮助。在此重点讨论渐开线圆柱齿轮设计的设计技术。 2．2 齿轮传动类型选择 直齿（无轴向力） 斜齿（有轴向力，强度高，平稳） 双斜齿（无轴向力，强度高，平稳、加工复杂） 2．3 齿轮设计的主要步骤 多级速比分配 单级中心距估算 齿轮参数设计 齿轮强度校核 齿轮几何精度计算 2．4 齿轮参数设计原则 （1) 模数的选择 模数的选择取决于齿轮的弯曲承载能力，一般在满足弯曲强度的条件下，选择较小的模数，对减少齿轮副的滑动率、増大重合度，提高平稳性有好处。但在制造质量没有保证时，应选择较大的模数，提高可靠性，模数増大对动特性和胶合不利。 模数一般按模数系列标准选取，对动力传动一般不小于2 对于平稳载荷：mn=(0.007-0.01)a 对于中等冲击：mn=(0.01-0.015)a 对于较大冲击：mn=(0.015-0.02)a （2）压力角选择 an=20 大压力角（25、27、28、30）的优缺点：
优点：齿根厚度和渐开线部分的曲率半径增大，对接触弯曲强度有利。齿面滑动速度减小，不易发生胶合。根切的最小齿数减小。缺点：齿的刚度增大，重合度减小，不利于齿轮的动态特性。轴承所受的载荷增大。过渡曲线长度和曲率半径减小，应力集中系数增大。 小压力角（14.5、15、16、17.5、18）的优缺点： 优点：齿的刚度减小，重合度增大，有利于齿轮的动态特性。轴承所受的载荷减小。缺点：齿根厚度和渐开线部分的曲率半径减小，对接触弯曲强度不利。齿面滑动速度增大，易发生胶合。根切的最小齿数增多。 （3）螺旋角选择 斜齿轮螺旋角一般应优先选取整:10-13. 双斜齿轮螺旋角一般应优先选取:26-33. 螺旋角一般优先取整数，高速级取较大，低速级取较小。 考虑加工的可能性。 螺旋角增大的优缺点： 齿面综合曲率半径增大，对齿面接触强度有利。 纵向重合度增大，对传动平稳性有利。 齿根的弯曲强度也有所提高（大于15度后变化不大）。 轴承所受的轴向力增大。 齿面温升将增加，对胶合不利。 断面重合度减小。 （4）齿数的选择 最小齿数要求（与变位有关） 齿数和的要求 齿数互质要求 大于100齿的质数齿加工可能性问题（滚齿差动机构） 高速齿轮齿数齿数要求 增速传动的齿数要求 （5）齿宽和齿宽系数的选择 一般齿轮的齿宽由齿宽系数来确定， φa=b/a φd=b/d1 φm=b/mn φa=(0.2-0.4)
弧齿锥齿轮几何参数设计分解
弧齿锥齿轮几何参数设计分解
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第14章 弧齿锥齿轮的轮坯设计 1４.１ 弧齿锥齿轮的基本概念 14．1．1 锥齿轮的节锥 对于相交轴之间的齿轮传动，一般采用锥齿轮。锥齿轮有直齿锥齿轮和弧齿锥齿轮。弧齿锥齿轮副的形式如图14-1所示,与直齿锥齿轮相比,轮齿倾斜呈弧线形。但弧齿锥齿轮的节锥同直齿锥齿轮的节锥一样,相当于一对相切圆锥面作纯滚动,它是齿轮副相对运动的瞬时轴线绕齿轮轴线旋转形成的（图1４-2）。两个相切圆锥的公切面成为齿轮副的节平面。齿轮轴线与节平面的夹角，即节锥的半锥角称为锥齿轮的节锥角δ１或δ2。两齿轮轴线之间的夹角称为锥齿轮副的轴交角∑。节锥任意一点到节锥顶点O 的距离称为该点的锥距Ｒi ,节点P 的锥距为R 。因锥齿轮副两个节锥的顶点重合，则 21δδ+=∑ 大小轮的齿数之比称为锥齿轮的传动比 1 2 12z z i = （１4-1) 小轮和大轮的节点半径ｒ１、r 2分别为 11sin δR r = 22sin δR r = (14-2） 它们与锥齿轮的齿数成正比,即 1 2 1212sin sin z z r r ==δδ (14－３) 传动比与轴交角已知，则节锥可惟一的确定,大、小轮节锥角计算公式为 ∑ +∑ = cos 1sin 12122i i tg δ 21δδ-∑= （１4-４) 当0 90 =∑时,即正交锥齿轮 副,122i tg =δ 14.１.２弧齿锥齿轮的旋向与螺旋角 图14-2 锥齿轮的 (a) 左旋 图14-1 弧齿锥
粉末冶金及模具设计 完整版
毕业设计（论文） 题目:粉末冶金及模具设计 专业:数控应用技术 班 成都电子机械高等专科学校
二〇〇七年六月 摘要 本文主要围绕粉末冶金及模具设计开展了以下几方面的研究 1、在粉末冶金技术的特点及其在新材料中的作用进行研究，重点介绍了粉末冶金在工业中的重要性及其压制步骤。 2、在粉末冶金工艺中，根据产品的要求选择金属粉末或非金属粉末为原材料来压制。 3、在粉末冶金模具设计原理方面，本文重点围绕精整模具设计进行研究，归纳、总结并提出了精整模具三个关键零部件(芯棒、模冲、阴模)。
关键词：粉末冶金粉末冶金模具精整 Abstract This text was main circumambience powder metallurgy and molding tool design to open an exhibition the following several aspect of research 1,carry on research in the new function within material in the characteristics of technique of the powder metallurgy and it,point introduction the powder metallurgy is in the industry of importance and
it inhibit a step。 2,in the powder metallurgy the craft,according to the metals powder of the request choice or nonmetal powder of product for original material to inhibit。 3,at the molding tool design of the powder metallurgy principle,this text point around Jing's whole molding tool design carry on research and induce,summary and put forward Jing the whole key with three molding tool zero partses(Xin stick,mold blunt,Yin mold)new of classification method。 Key Words:Craft and material of the powder metallurgy Powder metallurgy molding tool The Jing is whole
(整理)弧齿锥齿轮几何参数设计
第14章 弧齿锥齿轮的轮坯设计 14.1 弧齿锥齿轮的基本概念 14.1.1 锥齿轮的节锥 对于相交轴之间的齿轮传动，一般采用锥齿轮。锥齿轮有直齿锥齿轮和弧齿锥齿轮。弧齿锥齿轮副的形式如图14-1所示，与直齿锥齿轮相比，轮齿倾斜呈弧线形。但弧齿锥齿轮的节锥同直齿锥齿轮的节锥一样，相当于一对相切圆锥面作纯滚动，它是齿轮副相对运动的瞬时轴线绕齿轮轴线旋转形成的（图14-2）。两个相切圆锥的公切面成为齿轮副的节平面。齿轮轴线与节平面的夹角，即节锥的半锥角称为锥齿轮的节锥角δ1或δ2。两齿轮轴线之间的夹角称为锥齿轮副的轴交角∑。节锥任意一点到节锥顶点O 的距离称为该点的锥距R i ，节点P 的锥距为R 。因锥齿轮副两个节锥的顶点重合，则 21δδ+=∑ 大小轮的齿数之比称为锥齿轮的传动比 1 2 12z z i = (14-1) 小轮和大轮的节点半径r 1、r 2分别为 11sin δR r = 22sin δR r = (14-2) 它们与锥齿轮的齿数成正比，即 1 2 1212sin sin z z r r ==δδ (14-3) 传动比与轴交角已知，则节锥可惟一的确定，大、小轮节锥角计算公式为 ∑ +∑ = cos 1sin 12122i i tg δ 21δδ-∑= (14-4) 当0 90=∑时，即正交锥齿轮副，122i tg =δ 14.1.2弧齿锥齿轮的旋向与螺旋角 1．旋向 弧齿锥齿轮的轮齿对母线的倾斜方向称为旋向，有左旋和右旋两种（图14-3）。面对轮齿观察，由小端到大端顺时针倾斜者为右旋齿轮（图14-3b ），逆时针倾斜者则为左旋齿（图14-3a ）。 大小轮的旋向相图14-2 锥齿轮的节锥与节面 (a) 左旋 (b) 右旋 图14-1 弧齿锥齿轮副
全方位轮参数计算设计软件使用说明书V1.0
第一章系统概述 1.1 系统介绍 全方位轮参数计算设计软件是集国内外齿轮最新研究成果和实践经验，结合最新国家及国际标准，经知名齿轮专家的几十年研究和提炼，推出的全新设计的齿轮专家系统。系统提供了原始设计，精度计算、强度校核、几何计算、齿轮测绘等模块。在国内拥有众多客户，并得到了客户的认可和好评。 系统以专家模式，渐进方式指导用户快速完成从原始参数得到设计参数的优化设计过程，系统提供大量详实的资料，使得每步的操作和每个的功能都有根有据。同时设计过程在优化条件下，又提供了及其灵活的控制和操作，用户根据自己的经验和方法，选择完全符合自己的设计参数。在系统推荐的总变位分配方案下，可以根据不同的设计优化目的，提供了9种总变位分配方法。在齿轮精度计算中，软件使用了最新国际精度标准并且提供了多达8种的侧隙类型选择，提供了完整的齿厚检测方法。在强度计算中，软件采用了ISO6336-1/2/3强度计算标准（GB/T3480-1997等同采用ISO标准），并且提供了灵活智能的计算过程配置管理功能，使得强度计算可以按照客户的计算要求，并且一步完成包括接触、弯曲、胶合在内的所有计算内容，用户直接可以输出指定格式的计算报告。 使用本软件，用户可以大量节约设计时间和设计成本，提高生产效率。使得原本需要好几天甚至好几个星期的设计量，只需要几分钟或几小时就完成。 2 功能特点 1. 简单易用软件使用Windows标准界面和操作习惯，界面简洁美观，步骤思路清晰，操作方便灵活，对稍有机械传动设计知识的人员，无须培训，在短时间内即可熟悉操作过程。 2．使用范围广软件可以适合减速机行业、矿山机械、汽车行业、船舶行业等多种行业的传动件和传动设备的设计计算要求。 3．先进设计理念和最新标准本软件结合了国内外先进的传动设计技术和研究成
粉末冶金模具设计说明书
前言 材料是中国四大产业之一，它包括有机高分子材料、复合材料、金属材料及无机非金属材料。粉末冶金技术作为金属材料制造的一种，以其不可替代的独特优势与其它制造方法共同发展。粉末冶金相对其它冶金技术来说具有：成本低；加工余量少；原料利用率高；能生产多孔材料等其它方法不能生产或着很难生产的材料等优势。 粉末冶金是制取金属粉末以及将金属粉末或金属粉末与非金属粉末混合料成型和烧结来制取粉末冶金材料或粉末冶金制品的技术。粉体成形是粉体材料制备工艺的基本工序。模具是实现粉体材料成形的关键工艺装备。模具的设计要尽可能的接近产品的形状，机构设计合理表面光滑，减少应力集中，避免压坯分层、开裂。模具本身要有一定的强度保证压制的次数，不易变形。 粉体模压成形模具主要零件包括：阴模、芯杆、模冲。模具设计首先要厂家提供产品图，再确定成型的方式，收集压坯设计的基本参数（包括：松装密度、压坯密度、粉体的流动性、及烧结收缩系数等。）来算得压坯的尺寸。根据压坯形状尺寸以及服役条件和要求来设计出成型模具尺寸，校核模具强度。最后在用模具试压，若压坯合格，则此模具复合要求。 本次课程设计之前，我们已经学习了《热处理原理与工艺》、《金属物理与力学性能》、《粉末冶金原理》、《硬质合金生产原理》等相关课程的知识。 这次在老师的指导下，和同学的相互讨论，自己查阅资料，基本上懂得了模具设计的步骤和方法。相信经过这次设计后，对以后的工作会有很大的帮助。
1 设计任务 本课程设计的任务是生产一批有色金属扁材拉制模坯，其形状和尺寸如下图： 1.1 产品分析 由产品图可知H/D<3，因此，该产品适合单向压制。产品的斜边角度不大，因此，装粉比较容易，可用单从头压制。产品内部的斜角可直接做在芯杆上。菱角的倒角不长，可适合用上冲头压制。 1.2 材质的选择 该模具生产的产品用于拉制模坯，对产品的强度及耐磨性能要求很高，再根据客户所提供的要求，综合考虑选用硬质合金材料YG8作为材质。 2 压坯设计 2.1 压坯形状设计 型号 D H a b h h 1 h 2 R r e 42-14×5.9 45 20 14.6 5.9 3 3 6 4 1 1.5
冲压工艺及模具设计必知
1 冲压工艺及模具设计必知 1影响金属塑性和变形抗力的因素有哪些？ 答：影响金属塑性的因素有如下几个方面： 1 ）、化学成分及组织的影响； 2 ）、变形温度； ）变形速度； 4 ）、应力状态； 2.请说明屈服条件的含义，并写出其条件公式。答：屈服条件的表达式为 ，其含义是只有当各个应力分量之间符合一定的关系时，该点才开始屈服。 3 .什么是材料的机械性能？材料的机械性能主要有哪些？ 答：材料对外力作用所具有的抵抗能力，称为材料的机械性能。板料的性质不同，机械性能也不一样，表现在冲压工艺过程的冲压性能也不一样。材料的主要机械性能有：塑性、弹性、屈服极限、强度极限等，这些性能也是影响冲压性能的主要因素。 4.什么是加工硬化现象？它对冲压工艺有何影响？ 答：金属在室温下产生塑性变形的过程中，使金属的强度指标 ( 如屈服强度、硬度 ) 提高、塑性指标 ( 如延伸率 ) 降低的现象，称为冷作硬化现象。材料的加工硬化程度越大，在拉伸类的变形中，变形抗力越大，这样可以使得变形趋于均匀，从而增加整个工件的允许变形程度。如胀形工序，加工硬化现象，使得工件的变形均匀，工件不容易出现胀裂现象。 5 .什么是板厚方向性系数？它对冲压工艺有何影响？答：由于钢锭结晶和板材轧制时出现纤维组织等因素，板料的塑性会因为方向不同而出现差异，这种现象称为板料的塑性各项异性。各向异性包括厚度方向的和板平面的各向异性。厚度方向的各向异性用板厚方向性系数 r 表示。 r 值越大，板料在变形过程中愈不易变薄。如在拉深工序中，加大 r 值，毛坯宽度方向易于变形，而厚度方向不易变形，这样有利于提高拉深变形程度和保证产品质量。 通过对软钢、不锈钢、铝、黄铜等材料的实验表明，增大 r 值均可提高拉深成形的变形程度， 故 r 值愈大，材料的拉深性能好。 6 .什么是板平面各向异性指数Δ r ？它对冲压工艺有何影响？ 答：板料经轧制后，在板平面内会出现各向异性，即沿不同方向，其力学性能和物理性能均不相同，也就是常说的板平面方向性，用板平面各向异性指数Δ r 来表示。比如，拉深后工件口部不平齐，出现“凸耳”现象。板平面各向异性制数Δ r 愈大，“凸耳”现象愈严重，拉深后的切边高度愈大。由于Δ r 会增加冲压工序（切边工序）和材料的消耗、影响冲件质量，因此生产中应尽量设法降低Δr 。 7.如何判定冲压材料的冲压成形性能的好坏 ? 答：板料对冲压成形工艺的适应能力，成为板料的冲压成形性能，它包括：抗破裂性、贴模性和定形性。所谓的抗破裂性是指冲压材料抵抗破裂的能力，一般用成形极限这样的参数来衡量；贴模性是指板料在冲压成形中取得与模具形状一致性的能力；定形性是指制件脱模后保持其在模具内既得形状得能力。很明显，成形极限越大、贴模性和定形性越好材料的冲压成形性能就越好。 8.什么是冲裁工序？它在生产中有何作用？答：利用安装在压力机上的冲模，使板料的一部分和另一部分产生分离的加工方法，就称为冲裁工序。 冲裁工序是在冲压生产中应用很广的一种工序方法，它既可以用来加工各种各样的平板零件，如平垫圈、挡圈、电机中的硅钢片等，也可以用来为变形工序准备坯料，还可以对拉深件等成形工序件进行切边。 9.冲裁的变形过程是怎样的？答：冲裁的变形过程分为三个阶段如图图 2.1.3 所示：从凸模开始接触坯料下压到坯料内部应力数值小于屈服极限，这是称之为弹性变形阶段 ( 第一阶段 ) ；如果凸模继续下压，坯料内部的应力达到屈服极限，坯料开始产生塑性变形直至在刃口附近由于应力集中将要产生裂纹为止，这是称之为塑性变形阶段 ( 第二阶段 ) ；从在刃口附近产生裂纹直到坯料产生分离，这就是称之为断裂分离阶段 ( 第三阶段 ) 。 10.普通冲裁件的断面具有怎样的特征？这些断面特征又是如何形成的？ 答：普通冲裁件的
三种常见的钨钢模具
三种常见的钨钢模具 钨钢模具是指按模具的实际应用工作要求优选合适的钨钢材料经过一系列现代加工（如：线切割、研磨、焊接、激光切割、激光研磨、镜面抛光等）工艺制作而成的模具，具有高硬度、高耐磨性、抗腐蚀、使用寿命长，大幅提高工作效率节约生产成本的特点。 下面，三鑫为大家简单总结一下三种常见的钨钢模具。 1、钨钢冲模： 其是众多钨钢模具中的一种，主要用来冲压五金配件，一般选用具有高强度和适中的硬度的钨钢材料经电加工及精密研磨制成，为保证轴套的内表面的光洁度，钨钢冲模不仅要求有一定的硬度，还要求有较好的强度和韧性好耐冲击、设计合理、尺寸精准的特点，尤其是冲压工作面要求平整光滑达到镜面效果，以满足冲压质量的要求。钨钢冲模已广泛应用于五金机械配件、医疗、电子、轻工机械精密零件加工领域。 2、钨钢冲压模具： 其是采用优质钨钢模具材料制成的专用于安装在冲压机器上冲裁板材、带材或管材和型材的冲压成型的模具，因其关键部件采用优质钨钢材料制成而具有高强度和高硬度，其使用寿命是模具钢材冲压模具的几十倍，现已广泛应用于五金冲压加工，广泛应用于电子、汽车、摩托车、机械、家用电器、航空、航天、造船等领域。 3、粉末压制钨钢模具： 其又名金属粉末压制模具、粉末冶金模具，它是由钨钢材料经精密研磨制成的压制模具，它具有硬度高（最低达到85.0HRA，最高达92.0HRA）、强度高、耐磨性好，韧性好，耐冲击、电加工性能好、全制密、内腔光洁度高的适用范围广的特点，具有不粘冲，大大提高产品的表面质量，其使用寿命为普通钢制压制模的5-10倍。适用于磁性粉末、陶瓷粉末、难熔金属粉末、铁铜基粉末、铜、铁、铝、锌、不锈钢等金属粉体材料压制成型的最理想的钨钢模具。已广泛应用于电子、汽车、摩托车、机械、家用电器、航空、航天、造船等领域。
插齿刀与插齿工艺存在的问题与对策
插齿刀与插齿工艺存在的问题与对策 插齿滚齿同属展成法加工齿轮，展成法加工齿轮时，刀具也作为一个齿轮，与被加工齿轮各自按啮合关系要求的速比传动，从而包络切出齿形。不同于滚齿加工，插齿刀除按啮合关系传动外，还需同时作上下运动（见图1）。展成法优点是一把刀具可以加工相同模数、齿形角及不同齿数的各种齿轮。滚齿只能加工外齿轮，而插齿既可加工外齿轮，又可加工内齿轮，还能加工有台阶的齿轮块、人字齿轮及部分齿轮等。 图1 插齿刀与齿轮齿形对滚与成形 1. 插齿工艺 插齿运动有：①插齿刀的往复运动即切削运动，其平均速度v即切削速度，v与冲程长度L、每分钟往复次数n的关系是：v=2nL/1 000（m/min）。②插齿刀按齿轮啮合关系回转的快慢，即圆周进给量的大小选定回转速度。③被加工齿轮应按齿轮啮合关系的选定回转速度。④插齿刀的径向进给，依此才可逐次切出全齿深。⑤让刀运动，插齿刀返回时，刀与毛坯间中心瞬时扩大一下，以免二者相碰。由于有刀具返回的空程及较复杂的运动，可知生产效率比滚齿低（见图2）。 图2 插齿机工作原理 （1）插直齿、斜齿。插直齿时，用直齿插齿刀作垂直上下往复运动。插斜齿时，需用斜齿插齿刀通过插齿机主轴上螺旋导轨导向作斜向上下往复运动。为了进行切削，插齿刀顶刃、侧刃也必须做出前角、后角等。插齿刀主要有三种结构形式，即盘形、碗形和带柄形。盘形用于加工外齿轮、台阶齿轮块及较大直径的内齿轮。碗形用于加工直径较大的台阶齿轮、内齿轮，在结构上与盘形的区别在于，其刀体中间的凹孔较深，以便容纳紧固螺母，避免在加工台阶齿轮时碰上工件。带柄形主要用于小型内齿轮的加工。 （2）插削内齿轮。能加工内齿轮是插齿加工的突出特点。 但内齿轮加工比外齿轮加工更容易引起干涉，从而使内齿轮加工的范围和加工内齿轮用
硬质合金模具
什么是硬质合金模具 作者：未知来源：网络点击数: 2507 日期：2008-6-11 在制造冲模时，利用高硬度、高强度、高耐磨、耐腐蚀、耐高温和膨胀系数小的硬质合金材料作为凸、凹模的冲模，称为硬质合金冲模。作为冲模凸、凹模材料的主要是钨钻类硬质合金。 硬质合金冲模的结构基本上与钢制冲模结构相同，可制做成单工序模，也可制成复合模及连续模。但因硬质合金本身有脆性，故冲裁时最好不使硬质合金刃口单边受力，在大批量生产所采用的模具结构，多为连续模结构。 无论采用何种结构形式，硬质合金冲模与一般钢制冲模相比，在结构上应具有如下特点 : 1 、模柄 硬质合金冲模多采用浮动式模柄结构，以避免在冲压时，压力机的精度对冲压工艺的影响。 2 、模架 硬质合金模具所采用的模架应具有足够的刚性。模板应比一般钢制冲模模板厚 5 ～lOmm ，多用 45 号钢制造， HRC38 ～420 3 、导向机构 模具的导向机构动作要平稳可靠、精度要高，一般采用滚珠导柱式模架，并多采用四导柱导向结构。 4 、垫板 为了防止硬质合金在冲压时碎裂，凹模及凸模都应加装淬硬的的垫板。（材料可用 T7 ） 5 、卸料及顶出装置 卸料及顶出装置，应尽量采用固定式卸料板结构，以防止冲压时对凹模的冲击作用。采用弹性卸料板时，要加小导柱对卸料板导向。为避免冲击，卸料板的压料台阶高度 h 应该比导料板厚度 H 小一个料厚，及 h=H-t-0.05 。 6 、凸、凹模间隙 凸、凹模间隙比钢制冲模要大，一般为料厚的 0.15 倍或取普通冲模间隙的 1.5 倍。 7 、导料板、定位销、导向销要进行热处理淬硬。
8 、凹模镶块结构，要保证与固定板组合后相对稳定。 硬质合金自本世纪20年代初由德国科学家发明以来，其"widia"（似金刚石）的名称面市，并首先制作钨丝拉伸模得到工业应用，取代了当时价格昂贵的金刚石拉伸模。我国硬质合金起步虽晚，但发展迅速。目前，硬质合金模具基本上已系列化和标准化。从近几年发展情况来看，我国硬质合金模具的研究和设计的理论已更深入也更科学，应用也更广泛。 一、硬质合金模具的种类 我国硬质合金模具根据用途可分为四类； 第一类为硬质合金拉丝模具，这类模具占硬质合金模具的绝大部分。我国目前拉丝模的主要牌号YG8、YG6、YG3，其次是YG15、YG6X、YG3X，近几年来主要硬质合金生产厂家也研制一些新牌号，如用于高速拉丝的新牌号YL，还有从国外引进的拉丝模牌号CS05（YLO．5），CG20（YL20），CG40（YL30）；ZK10、ZK20／ZK30。 第二类模具是冷镦冷冲模、整形模，主要牌号有YC20C、YG20、YG15、CT35以及株洲硬质合金厂的新牌号YJT30和中南工大粉末冶金厂的 MO15。 第三类模具是用于磁性材 料生产的无磁合金模，还有一些厂在研制生产。如YSN系列的YSN（包括20、25、30、35、40）以及钢结无磁模牌号TMF。如自贡硬质合金厂的YWC无磁合金。 第四类为热作模，这类合金暂无标准牌号，市场需要在增加。有些厂家正在研制开发，如YD40及上海材料所的旋锻模用CNW。 上述四类模具由于开发时间不同、材质的适应性有限、推广措施跟不上等原因，市场上的销售量差别很大。 二、硬质合金模具的使用技术现状 同样材质的硬质合金毛坯，在加工制成模具后，其使用寿命有的长，有的则很短。经解剖分析后，发现问题出在设计、加工、组装以及焊接等上。 1、硬质合金模具设计技术状况 拉丝模是一结构较简单的模具。80年代以前我国一直沿用前苏联的"直线型"理论设计，80年代后才有部分厂家引用50年代就提出了的"圆滑过渡"技术理论。近年来，我国学者对拉丝模进行了角度设计和环沟磨损的理论分析，提出了最大、最小拉拔角的概念，分析了金属在拉伸变形过程中对模具产生不均匀磨损的机理。广东工学院的研究人员对冷镦小规格螺钉用硬质合金模具进行了解剖分析，得出国产模具寿命低（200-400万次）而日本模具寿命高（900-1000万次）的秘密所在，其关键技术是在角度的设计上。即日本模在模芯底部与模套内孔底面中心接触部位采用了双凸面设计。它的优点是能使受力最大的中心部位保证紧密压靠，四周留下的空隙又可供过盈配合时，储藏从孔壁挤出的多余金属。沈阳桥梁厂对冷镦M12螺母用的硬质合金凹模，由原来的六角设计改为六瓣编装镶套组合起来使用。其平
知识：手把手教你计算光电参数,设计高光效产品
知识：手把手教你计算光电参数，设计高光效产品 作为一个光学设计师，在工作中经常遇到关于光电参数计算的问题，以前100lm/W灯管就是好产品，但随着LED的发展，要求也水涨船高，现在很多工程案例为了节能，光效从120涨到150、甚至180lm/W，让人非常头疼。 下面结合实例，谈一谈怎么设计一款光电满足要求的灯具。 标称值一般指产品稳定后的测试数据。 你首先必须知道灯具测试的标准，大部分灯具可以直接通过积分球完成光电测试，依据IESLM79提供的方法，需要待灯具稳定后来测试，至于一些参数虚标的产品可以无视。
图1.IES LM79中对灯具稳定的要求 为什么一定是稳定后的数据，大部分LED产品从瞬态到稳态都有一个衰减，而这些衰减很大，不能够忽视。 通过测试这些衰减大小，可以等到一个相对的热衰减系数，可以参看红字部分。 表2市场上8-9W球泡灯的测试参数 LED灯珠选型与测试 设计的时候，首先是LED选型，LED规格书好多页，让你眼花缭乱。主要有额定功率、光通量、电压、色温、显色指数、色容差等等。如果继续深究下去，支架有ppa、pct、emc 几种，芯片尺寸有好多种，荧光粉、硅胶、金线、支架金属都有很大的猫腻，这些对光源寿命都有着很大影响。 对LED而言，最重要的就是额定电流下光通量，比如现在最常用2835颗粒，额定60mA 的光通量24-26lm。那是不是我将100pcs该LED焊在灯条上，60mA测试时光通量就是240-260lm？
答案是否定的，以下是一些误差的来源，最后测试报告一定是以自己仪器测试为准，所以就需要弄清楚这些系数。 表3 一些误差汇总 然而这些系数有时候推算比较麻烦，也少不了很多一对一测试。所以我的思路是，直接将厂商的标准LED灯珠焊在灯板上，用大积分球测试，直流供电，测试多个电流下的数据。 如果你设计一款常规的产品，对光效没有要求，额定电流下测试就可以了。但如果你需要更高光效的产品，那些方法就不适用了，要么选择更亮的灯珠，要么就是降低电流使用，更多的时候两者需要结合来使用。 表4 一款颗粒的测试数据 LED灯珠数量计算 做好以上一些工作后了，你还缺少两个重要的参数，一个是灯具电源转换效率，另外一个就是灯具的光学效率，可以通过如下公式计算，有时候面对全新的灯具无从入手，可以根据经验进行一些估算。
硬质合金项目简介
一、硬质合金(hardmetal;cemented carbide ) :由作为主要组元的难熔金属碳化物和起相黏结作用的金属组成的烧结材料，具有高强度和高耐磨性。它由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。硬质合金广泛用作刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。现在新型硬质合金刀具的切削速度等于碳素钢的数百倍。 精密硬质合金刀具是一种以硬质合金为材料的用于金属切削加工（含钻、镗、铣等）的工具，在汽车、船舶、飞机、电机、电子器件、超大规模集成电路、精密雷达、导弹火控系统以及精密机床仪器等关键成套装备和先进技术装备的零部件加工中扮演着及其重要的角色，被工业界誉为“机械工业的牙齿”，对振兴装备制造业、发展先进制造技术具有支撑性作用。 二、硬质合金刀具的现状与未来：随着当代科学技术的发展，特别是机械制造、电子通讯、航空航天、精密模具加工、机电、汽车制造等行业的飞速发展，作为他们的基础行业机械零件加工工具、精密仪器、模具等行业也需要提供更高技术及更新的产品。特别是目前，国内的这些行业正处于迅猛的发展时期，在高精密、高效率机械加工中对硬质合金精密切削工具的需求也在迅速增加，市场潜力十分巨大。 同时我国是钨资源大国，每年向国际市场提供了约3万吨钨制品，但多为初级半成品及少量硬质合金，而高附加值的深加工制品极少。高新技术产业的迅猛发展对硬质合金制品提出更苛刻的要求。在我国汽车工业和信息产业成为国家支柱产业后，各种高档次硬质合金制品及其深加工工具供需矛盾进一步加深。国内硬质合金制品主要是常规低中档产品，缺乏众多高档产品，因而外国高新技术产品大量涌入中国市场。仅汽车行业和机械电子行业每年需进口各种高档刀具花费高达3.5亿美元之巨，国内硬质合金高新产品市场，已逐渐被国外产品所垄断，中低档产品市场也将会受到冲击。这种状况与钨资源大国的地位极不相称。为此，国内各硬质合金厂家都在竭尽全力发展深加工钨制品，以振兴钨业、增强国力。 温州德普科技有限公司的精密硬质合金切削工具生产线项目，定位于“中高档产品”，瞄准国内外市场的新增长点，走自己的发展之路。近年来，国内硬质合金行业自身产品结构调整正向高挡次、高附加值产品转化，但步伐缓慢。特别是整体硬质合金刀具和非标异型精品等高附加值产品占合金总量的比例还很小。抓住这些新增长点，不仅有利于开拓国内外市场，替代进口、扩大出口，同时可以获得较高的收益。 据统计，我国硬质合金产品市场销售价远远低于世界市场价，中低档产品每吨售价仅相当于日本、瑞典产品售价的十五分之一。这表明产品质量档次的差距和价格增长的潜力很大。挤压型材和异型产品毛坯售价每吨大约在25-40万元，而精密加工刀具和非标精加工品每吨售价猛增至100-150万元，其附加值提高约2-5倍。但是这种具有竞争力的高附加值产品是以先进的生产工艺技术、质量控制手段和技术装备水平为前提，必须使项目的硬件设施与软件技术相匹配。本项目力争以多种形式采用国内外高精度高效能关键设备和先进的工艺质量控制技术与生产诀窍，需要选择以少投入、多收益的良性发展道路来发展高附加值产品。当代电子、通讯、能源、机械、汽车制造及航空航天等工业正在迅速地发展，各