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在傳統(tǒng)的機械制造工藝編制過程中，一般是理論和經(jīng)驗相結合的工藝編制方法，遇到試制工藝零件時，往往參考以前的相似工藝進行編制和參數(shù)設置，不能準確地保證零件質(zhì)量。本研究以圓柱齒輪軸零件的工藝編制為例，對零件進行三維實體建模及工藝路線制定，并對關鍵工序進行有限元分析，最終根據(jù)有限元分析結果進行工藝改進。這樣，可以準確掌握加工工藝中零件受力變形情況，選擇合適的裝夾位置，從而提高工藝編制效率，優(yōu)化零部件的結構、材料性能，提高零件設計的可靠性隨著有限元理論研究的逐步深入和計算機技術的飛速發(fā)展，有限元分析軟件(ANSYS)得到了廣泛的工程應用。隨著CAE技術與計算機軟硬件技術的發(fā)展，國際上已陸續(xù)推出大批CAE軟件產(chǎn)品，不論結構上有多復雜，材料特性和載荷的變化，使用有限元法均可方便地進行分析和獲得滿意的答案。如果應用有限元軟件進行強度校核、模態(tài)分析，不但能給出準確的設計結果，并能縮短設計周期，如有必要，還能在強度足夠的前提下，降低材料的使用量，進行最優(yōu)化設計。
三維實體建模的軟件很多，現(xiàn)采用CATIA軟件進行建模。CATIA軟件可以從三維模型自動轉(zhuǎn)換出二維工程圖，同時支持與分析軟件ANSYS作無縫連接。利用CATIA軟件對圓柱齒輪軸滾齒關鍵工序(滾齒)進行三維建模。
圓柱齒輪軸采用20CrMnTi合金鋼，毛坯為鍛件，采用的是先進的機械加工工藝過程方法。在機械加工過程中，滾齒工序為關鍵工序，利用有限元軟件重點分析滾齒工序中齒輪軸的受力及變形，從而調(diào)整機床滾齒進給速度及切削入刀量。
目前常用的滾削力計算公式以國內(nèi)某機床和德國普發(fā)特公司總結出來的經(jīng)驗公式作為典型代表。
通過有限元分析與傳統(tǒng)的滾削計算相結合可以得出在F=100 N時，滾齒進給量和吃刀量最合適，可以提高加工效率。
通過CATIA三維實體建模、有限元軟件分析、CAD等設計分析軟件進行機械制造工藝編制的關鍵工序分析，可保證工藝的可行性和準確性，最終不但可以減少加工周期，降低零件報廢的機率，同時，提高了加工的可靠性。
專業(yè)從事機械產(chǎn)品設計│有限元分析│強度分析│結構優(yōu)化│技術服務與解決方案
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