直齒圓柱齒輪冷精鍛數(shù)值模擬及擠壓腔造型參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、齒輪是機(jī)械行業(yè)中應(yīng)用非常廣泛的重要傳動零件，但傳統(tǒng)的切削加工方法，材料利用率低，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品成本高，難以滿足社會生產(chǎn)的需求。近年來，直齒圓柱齒輪冷擠壓精密成形技術(shù)因其具有節(jié)省材料、生產(chǎn)效率高、尺寸精度高、表面綜合質(zhì)量好和產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)點，漸成為國際上齒輪成形的一種發(fā)展趨勢。 流曲線曲面外形能極大地減小流體運動過程中接觸物體表面對其的阻力，是曲面造型一個新的發(fā)展方向。在材料性質(zhì)和擠壓方式一定的情況下，斷面縮減率是一個影響擠壓力

2、的重要因素，斷面縮減的數(shù)值越大，冷擠壓的變形程度越大，相應(yīng)的擠壓力就越大。基于這兩種理論，把流線和等面積變化的思想引入CAD設(shè)計中，設(shè)計一個符合金屬流變特性的直齒圓柱齒輪冷擠壓過渡腔，對提高金屬流動均勻性、改善金屬流動性能、減少產(chǎn)品的扭擰和彎曲、降低成形壓力、提高凹模壽命，降低擠壓成本有著積極的意義。 本文首先通過對流線的分析，建立起齒根流線的參數(shù)方程，將凹模擠壓腔分層，對每層的齒形進(jìn)行等面積計算，實現(xiàn)了擠壓型腔的數(shù)學(xué)建模。由數(shù)

3、學(xué)建模的結(jié)果，在造型軟件CATIA里利用其強(qiáng)大的曲線、曲面功能和相關(guān)模塊，建立參數(shù)化的擠壓腔幾何模型。然后根據(jù)幾何模型和數(shù)值模擬需要，建立起齒輪擠壓的簡化有限元模型，將其導(dǎo)入模擬軟件DEFORM，確定模擬參數(shù)，進(jìn)行數(shù)值模擬計算。最后將數(shù)值模擬的結(jié)果進(jìn)行分析，找出影響冷擠壓效果的因素，再對凹模擠壓腔進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，得到更優(yōu)的凹模擠壓腔結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。 本論文運用直齒輪冷擠壓成形理論、有限元理論及塑性力學(xué)理論，針對圓柱直齒輪精密成形技術(shù)