花鍵軸冷滾壓精密成形理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、花鍵軸冷滾壓精密成形是一種無(wú)切屑的先進(jìn)制造技術(shù)，具有成形效率高、零件綜合性能好等優(yōu)點(diǎn)。冷滾壓成形是一種冷體積塑性變形過(guò)程，變形機(jī)理復(fù)雜，迄今還缺乏一套系統(tǒng)的理論和計(jì)算依據(jù)，因而影響了該工藝在生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中的推廣和應(yīng)用。本論文針對(duì)成形工藝與裝備理論、成形零件精度控制中存在的問(wèn)題，采用理論分析與試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，對(duì)花鍵軸冷滾壓精密成形機(jī)理、力能參數(shù)計(jì)算、齒面強(qiáng)化機(jī)理、成形精度與質(zhì)量控制等進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：

2、　　 通過(guò)花鍵軸冷滾壓精密成形過(guò)程的理論分析，得到分齒階段的旋轉(zhuǎn)條件和成形幾何條件，提出了限定滾壓輪最小齒數(shù)和齒頂涂層增加摩擦改善旋轉(zhuǎn)條件的滾壓輪設(shè)計(jì)方案；基于雙面無(wú)側(cè)隙嚙合運(yùn)動(dòng)，獲得了冷滾壓齒部成形時(shí)滾壓輪和工件接觸區(qū)特征和接觸點(diǎn)的滑動(dòng)方式；應(yīng)用滑移線場(chǎng)理論，精確分析了花鍵軸冷滾壓成形過(guò)程的單位平均應(yīng)力，給出了滾壓輪和工件齒部接觸面積的計(jì)算方法和影響因素，并對(duì)冷滾壓成形過(guò)程滾壓力和滾壓力矩進(jìn)行了計(jì)算。為成形工藝參數(shù)的確定、機(jī)床及滾壓

3、輪的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
　　 在理論分析的基礎(chǔ)上，提出冷滾壓機(jī)床主軸阻尼減振方案，與企業(yè)合作研制了專用數(shù)控冷滾壓機(jī)床，解決了冷滾壓成形變形力劇烈波動(dòng)導(dǎo)致零件成形精度低等關(guān)鍵問(wèn)題；自主設(shè)計(jì)研制了花鍵軸冷滾壓精密成形過(guò)程的力能參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)際零件成形過(guò)程中動(dòng)態(tài)滾壓力和滾壓力矩變化的在線測(cè)試，研究了滾壓輪轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度對(duì)最大滾壓力和最大滾壓力矩的影響，并對(duì)力能參數(shù)的理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證；首次對(duì)冷滾壓精密成形精度、表面質(zhì)量

4、和力學(xué)性能進(jìn)行了綜合試驗(yàn)，分析了花鍵零的齒面金屬的流動(dòng)特征，得到了變形區(qū)的作用范圍。揭示了冷滾壓成形及工藝參數(shù)對(duì)零件精度、質(zhì)量和性能的影響，獲得了齒面強(qiáng)化和硬化機(jī)理。結(jié)果表明，花鍵軸冷滾壓精密成形不僅能賦予零件復(fù)雜形狀與精確尺寸，而且使成形零件原有微觀組織得到改善，提高了花鍵的綜合性能，達(dá)到了零件的“成形/成性”的一體化調(diào)控，尤其適合國(guó)防等工業(yè)對(duì)于高質(zhì)量、高精度軸類件生產(chǎn)的需求。
　　 通過(guò)對(duì)自由分度式花鍵軸冷滾壓精密成形齒距累