直齒圓柱齒輪冷精鍛成形關(guān)鍵技術(shù)的工藝優(yōu)化研究.pdf

1、齒輪傳動具有恒定和精確的傳動比、傳動效率高、使用壽命長、工作可靠性高、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，所以齒輪已成為最廣泛使用的機(jī)械傳動件之一。但因齒輪的形狀復(fù)雜，且技術(shù)問題較多，加工難度較大，所以齒輪制造水平反映了該國家機(jī)械工業(yè)的水平。目前，高強(qiáng)度齒輪的加工仍然采用“鍛造制坯—機(jī)械加工”的生產(chǎn)工藝，該傳統(tǒng)生產(chǎn)方法不僅材料利用率低，此外還存在高溫鍛造能耗，機(jī)械切削加工工時消耗等缺點(diǎn)，因而需要尋求新的制造技術(shù)對其進(jìn)行改造和提升。齒輪的冷精鍛成形工藝與傳統(tǒng)

2、方法的切削加工相比，具有高性能、高效率、低能耗等優(yōu)點(diǎn)，符合可持續(xù)發(fā)展的“能源和原材料戰(zhàn)略”，屬于“綠色制造”的范疇。因此成為當(dāng)今齒輪生產(chǎn)的發(fā)展趨勢，對其工藝的研發(fā)具有重大意義。本文圍繞直齒圓柱齒輪冷精鍛成形工藝的若干關(guān)鍵技術(shù)問題，進(jìn)行了系統(tǒng)的工藝優(yōu)化研究。
　　本文在圓柱體閉式鐓粗成形載荷計(jì)算公式的基礎(chǔ)上，得到了直齒圓柱齒輪冷精鍛成形載荷的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式，并對影響成形載荷的各種因數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。并且在成形載荷經(jīng)驗(yàn)公式變形的基礎(chǔ)上

3、，求出了在不同型號壓力機(jī)下可鍛壓直齒圓柱齒輪的尺寸范圍，為齒輪精鍛壓力機(jī)的選取提供了一定的指導(dǎo)作用;此外，在局部加載成形原理的基礎(chǔ)上，提出了分區(qū)局部成形工藝的原理，并對該工藝進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析其成形機(jī)理。與傳統(tǒng)閉式精鍛成形工藝相比，可以明顯的降低終鍛成形載荷，為圓柱直齒輪冷精鍛成形的實(shí)用化提供理論參考。
　　本文在基于徑向分流的原理上，提出了上端面分流成形工藝，對該成形工藝的金屬變形規(guī)律進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，并通過分析上端面分流型

4、腔高度和第一步預(yù)鍛過程中模具行程等主要工藝參數(shù)對其成形載荷的影響，進(jìn)而確定了該成形工藝的最佳成形參數(shù);在向內(nèi)分流和芯軸交換兩種成形工藝的基礎(chǔ)上，提出了基于向內(nèi)分流和芯軸交換耦合法成形工藝，并對該工藝展開數(shù)值模擬分析，得到了該成形工藝的應(yīng)力應(yīng)變場、速度場、金屬流動規(guī)律以及載荷-行程曲線，與傳統(tǒng)的閉式精鍛成形工藝相比，該工藝的成形載荷降低50％左右，對降低終鍛成形載荷，改善模具服役條件具有重要意義。
　　最后，針對以上提出的上端面分流