汽車內(nèi)齒輪粗鍛成形研究.pdf

1、青 島 建 筑 工 程 學 院 碩 士 學 位 論 文摘 要汽車變速箱內(nèi)齒輪內(nèi) 齒一端與幅板相連， 無法切削加工， 且難以 用傳統(tǒng)的鍛造工藝進行生 產(chǎn);以 往采用電 解加工工藝生 產(chǎn)內(nèi) 齒輪， 生產(chǎn)效率低， 加工的內(nèi) 齒強 度低、 精度差、 壽命低，電 解廢液污染 環(huán)境。田 福祥開發(fā)了內(nèi) 齒輪熱精鍛工藝， 研制了內(nèi) 齒輪熱精鍛新型模具， 解決了內(nèi) 齒輪成形難和脫模難問 題，使內(nèi) 齒輪熱精鍛工藝在生產(chǎn)中 得以 實現(xiàn)。鍛坯形狀設(shè)計是內(nèi) 齒輪

2、精鍛工藝設(shè)計的 重要一環(huán)， 是能否徹 底解決內(nèi) 齒輪精鍛 成形 難問 題的 關(guān)鍵。 實驗研究表明，內(nèi) 齒輪精鍛成形時 徽粗部分所占比 例越大， 鍛件成形越容易;反之，擠壓部分所占比 例越大，鍛件成形越困難。擠壓成形和鍛粗成形是內(nèi) 齒 輪精鍛成形的兩 種極限 變形方式， 分別使內(nèi) 齒輪鍛壓變形力達到最大值和最小值。 ’ 本文分別分析了內(nèi)齒輪擠壓成形和鍬粗成形的金屬流動規(guī)律， 采用 上 限法分別求得相應模式下各個變形區(qū)的動可容速度場和應變速

3、度場，建立了 求解內(nèi) 齒輪擠壓成形力和墩粗成形力的數(shù)學模型，并編制了內(nèi)齒輪鍛壓變形力計算程序， 求得與實驗結(jié)果吻合較好的上限解。生產(chǎn)條件下的工藝實驗表明設(shè)計的新型鍛坯精鍛時易于成形， 所鍛內(nèi)齒齒形飽滿， 達到了 精度要求。 本文的研究成果為內(nèi) 齒輪鍛坯設(shè)計及內(nèi) 齒輪精鍛成形技術(shù)廣泛應用的二次開發(fā)提供了理論依據(jù)， 有利于該技術(shù)的 推廣應用。內(nèi)齒輪精鍛成形新工藝提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本， 提高了 精鍛內(nèi)齒的質(zhì)量， 技術(shù)進步和經(jīng)濟效益顯

4、著。關(guān)鍵詞: 模具 齒輪制造 精密鍛造 塑性加工青 島 建 筑 工 程 學 院 碩 士 學 位 論 文文中主要符號注釋R , B , z - 圓柱 坐標A — 內(nèi) 齒齒 形面積h — 擠壓成形時 鍛擠變形單 元高度hh 2 , 氣 — 墩 粗 成形時 墩 粗 變 形區(qū)高度H— 鍛件高 度K — 當量 線膨脹率m— 模數(shù)P — 平 均單 位鍛壓變形力尸 — 鍛壓變形力上限解君 — 摩擦引 起的 鍛壓 變形力P , - 剪 切 引

5、起的 鍛 壓 變 形 力r o — 分流半 徑r o , , r . , I r o 3 I r . — 分流半 徑r , — 凸 模芯 沉孔內(nèi) 徑r — 凹 模內(nèi) 徑‘ — 齒頂圓半 徑r . - 基圓半 徑r 鍛 件輪 毅凹 坑半 徑, - 齒形等效半 徑r f — 齒 根 圓 半 徑s — 分度圓齒厚i n v a — 壓 力 角a 的 漸開 線 函 數(shù)S — 鍛件水平投影面積t - 鍛件幅板厚度‘ 。 — 沖 頭 ( 凸 模

6、芯 、 凸 模 套) 速 度‘ ， ， ‘ 。 ， ‘ : — 速 度分 量w - 測k 齒公法線長 度W- 整 個鍛件消 耗的 總成形功率W— 塑 性 變 形 功率W , - 剪 切 功 率W f - 摩 擦 功 率Z— 齒數(shù)f } - 摩 擦系 數(shù)a , ] — 擠 壓 成 形 時 幅 板區(qū) 域的 流 動 應力a — 擠壓 成 形時 幅 板以 外區(qū) 域的 流 動應力0 ' 1 3 墩 粗 成 形 時 的 流 動 應 力a