齒輪冷鍛模具壽命和影響齒輪粗晶組織因素的研究.pdf

1、齒輪冷鍛成形工藝不僅具有節(jié)材、節(jié)能、成本低、效率高等顯著優(yōu)勢，而且冷鍛齒輪因金屬流線沿齒廓分布且組織致密，使得齒輪的強(qiáng)度、齒面的耐磨能力、熱處理性能和嚙合噪聲都比切削加工的齒輪優(yōu)越。但是在冷鍛過程中，由于金屬變形抗力過大導(dǎo)致模具壽命偏低，提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。而且齒輪在冷鍛后的熱處理過程中容易產(chǎn)生粗晶組織，影響了零件的使用性能。本文主要研究齒輪冷鍛的模具壽命和齒輪在冷鍛后的熱處理過程中的晶粒變化。
　　首先，本文對兩層預(yù)應(yīng)力組合凹

2、模進(jìn)行了受力分析。以厚壁圓筒理論為基礎(chǔ)推導(dǎo)了兩層組合凹模的最佳配合半徑和最佳配合過盈量，為預(yù)應(yīng)力組合凹模的設(shè)計提供理論支持。
　　其次，應(yīng)用有限元分析軟件Deform對齒輪冷鍛成形過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，對齒輪冷鍛成形中的模具進(jìn)行了應(yīng)力和應(yīng)變分析，分析了模具上容易產(chǎn)生疲勞破壞的區(qū)域，并推導(dǎo)了模具疲勞壽命計算公式，對模具壽命進(jìn)行了計算。根據(jù)上述分析，分別對齒輪冷鍛成形中的不同配合半徑和不同配合過盈量下的組合模具進(jìn)行了應(yīng)力和應(yīng)變分析，并對

3、模具壽命進(jìn)行了計算。結(jié)果表明，這兩個模具參數(shù)的變化，對模具的疲勞壽命都有非常重要的影響。
　　最后，對20CrMnTi齒輪冷鍛后的熱處理工藝過程中晶粒的變化進(jìn)行了初步探索，利用有限元數(shù)值模擬軟件初步對滲碳溫度和滲碳時間這兩個工藝參數(shù)對滲碳效果和晶粒大小的影響進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，滲碳溫度越高，滲碳時間越長，滲碳層的含碳量越高，晶粒越大。淬火后，晶粒雖然得到細(xì)化，但是在冷卻速度變形程度和速率的聯(lián)合影響下，導(dǎo)致工件上不同位置上的晶粒細(xì)