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等高齿弧锥齿轮作为高端传动齿轮,在工业中的应用越来越广泛,但等高齿弧锥齿轮加工制造技术一直被国外垄断,所以在国内很难接触到制造的核心技术。等高齿弧锥齿轮铣刀盘的制造,作为生产等高齿弧锥齿轮最重要的加工技术,在国内一直作为重要的研究对象。目前国内等高齿弧锥齿轮铣刀盘的制造工艺,还无法完成整体式的加工,一般采用的都是两体的焊接,也就是铣刀盘主体和外环两体焊接而成。焊接的质量,直接影响刀盘的质量,所以本文针对刀盘的焊接技术展开了研究。焊接过程中为减小刀槽的微变形,本文采用焊接变形较小的激光焊,尽管相对其他焊接方法激光焊接的变形要小很多,但刀盘的刀槽对精度要求比较高,这样小的变形仍难以满足刀槽精度要求。因此,本文采用数值模拟方法对刀盘焊接过程进行模拟仿真,再结合实验分析等手段,研究刀盘的焊接变形。本课题来源于横向课题“精密复杂刀具切削机理及其设计开发”,研究的主要内容如下: 首先,对等高齿弧锥齿轮铣刀盘焊接变形数值模拟所要研究的内容做了一个规划并依据相关参数建立起刀盘的几何模型。 其次,依据热源的几何模型建立起相应的数学模型,根据构造出的热源模型对刀盘进行焊接,分析熔池的形成过程,检验热源模型的合理性;采用不同的焊接参数和边界条件对刀盘进行数值模拟,对得到的焊接温度场及变形场进行分析,在合理变形的范围内,优化确定有效的模拟参数。 再次,采用数值模拟的方法得出的焊接参数,对刀盘主体和外环进行焊接实验,然后对刀盘进行力学性能检验,变形的检测,分析实验数据,验证数值模拟的合理性。 最后,使用制造出来的刀盘对齿轮进行加工,并对加工出来的齿轮进行检测,检测其是否符合使用标准来进一步验证数值模拟的准确性。 从数值模拟得出的焊接参数运用到焊接实验中,通过对刀盘和加工的齿轮检测,验证了刀盘焊接数值模拟的合理性。基于以上研究,提供了一种适用于等高齿弧锥齿轮铣刀盘的制造方法,为以后等高齿弧锥齿轮铣刀盘的加工提供了一定的参考。