直齒圓柱齒輪冷精鍛成形工藝及成形范圍的研究.pdf

1、直齒圓柱齒輪是機(jī)械傳動(dòng)主要形式之一，其廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中。直齒圓柱齒輪工作時(shí)具有承載能力大、使用壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，因此對(duì)于齒輪成形時(shí)應(yīng)力分布和充填質(zhì)量的要求很高。而通過(guò)冷精鍛生產(chǎn)的直齒圓柱齒輪，其金屬流線沿齒形連續(xù)分布，可以滿足齒輪內(nèi)部應(yīng)力和齒形完整的要求。
　　但在齒輪冷精鍛成形中，成形載荷過(guò)大和齒形填充不足是其最主要的問(wèn)題。多數(shù)學(xué)者針對(duì)此問(wèn)題提出浮動(dòng)凹模成形，分流成形以及空心毛坯閉式鐓鍛—空心分流一模兩擊式直齒圓柱

2、齒輪冷閉式鐓擠等工藝。關(guān)于直齒圓柱齒輪在何種條件下可以冷精鍛成形的問(wèn)題，多數(shù)根據(jù)的是以往的經(jīng)驗(yàn)，并沒(méi)有準(zhǔn)確的量化關(guān)系，即直齒圓柱齒輪在冷精鍛成形時(shí)的成形范圍尚未明確。另外，模具極限載荷對(duì)齒輪成形厚度方面的影響也較為模糊。直接采用模具試驗(yàn)的方法顯然成本太高，難度也太大。因此，通過(guò)有限元數(shù)值模擬技術(shù)，可以直觀的預(yù)測(cè)成形過(guò)程中金屬的流動(dòng)規(guī)律，應(yīng)力應(yīng)變等分布規(guī)律，從而縮短了研制周期并減少了材料的浪費(fèi)。
　　本課題針對(duì)模數(shù)為2的直齒圓柱齒輪

3、為例，通過(guò)空心毛坯閉式鐓鍛—空心分流一模兩擊式鐓擠工藝——第一擊進(jìn)行帶活動(dòng)芯軸環(huán)形坯料的鐓擠預(yù)鍛，第二擊進(jìn)行無(wú)芯軸分流終鍛的一模兩擊式成形工藝，利用有限元模擬軟件DEFORM-3D對(duì)直齒圓柱齒輪的成形過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析了齒形充填情況和成形載荷的關(guān)系，從而驗(yàn)證了空心毛坯閉式鐓鍛—空心分流一模兩擊式工藝方案的可行性，并探究了此工藝成形過(guò)程中金屬的流動(dòng)規(guī)律和成形時(shí)齒輪分流孔的臨界點(diǎn)。通過(guò)大量的模擬數(shù)據(jù)分析，得到了在模具極限載荷范圍內(nèi)直齒