齒輪軸熱鍛成形工藝數值模擬及實驗研究.pdf

1、齒輪軸是通用機械特別是工程機械傳動中的重要零件之一，其主要作用是支撐回轉零件，實現回轉運動并傳遞轉矩和動力，具備傳動效率高，結構緊湊和使用壽命長等一系列優(yōu)點。傳統(tǒng)的齒輪軸生產方式是先鍛出階梯軸，再利用切削加工的方法得到齒形，浪費了大量材料和機加工工時，切削加工也降低了齒形部分的力學性能?，F在齒輪軸的生產方式已逐步由精密成形工藝取代切削加工，直接鍛出齒形，不僅節(jié)省了材料，還改善了齒輪軸的力學性能。
　　 應用三維有限元數值模擬技術

2、研究齒輪軸的精鍛成形，可以獲得變形全過程的材料塑性變形行為、流動規(guī)律、溫度變化、幾何尺寸變化及成形件幾何質量和缺陷、模具載荷等，為工藝參數的選擇和模具設計乃至在生產中應用此項工藝提供詳盡的技術資料和理論指導；應用數值模擬，可以縮短模具設計制造周期，提高模具可靠性。
　　 本文在UG上實現齒輪軸鍛件及熱成形模具的三維造型；設計齒輪軸熱鍛成形工藝方案.采用DEFORM軟件對單工步成形及多工步成形進行模擬分析，單工步成形時針對三種規(guī)格

3、的初始坯料進行模擬，根據模擬結果所顯示的成形狀況選擇最佳坯料規(guī)格。根據鍛件形狀提出四種預成形形狀，進行多工步成形模擬分析。綜合分析，選擇最佳成形工藝方案。
　　 分別進行等溫成形與非等溫成形的有限元模擬，分析溫度因素對成形情況的影響，總結出非等溫成形時鍛件及模具溫度場分布規(guī)律。改變坯料初始溫度、模具預熱溫度、壓下速度及摩擦因子等，分析這些工藝因素對齒形填充情況、成形力及模具受力狀況的影響，給出滿足齒輪軸熱鍛成形要求的工藝方案及模