空心圆柱齿轮热精锻生产工艺及实验研究

齿轮制造是一个连续化生产过程,精密锻造生产齿轮既要保证生产连续、高效,又要保证模具的可靠.文中针对空心圆柱齿轮,提出了带心轴、无心轴-空心坯和无心轴-实心坯3种精密锻造模具方案,预测了3种方案精锻齿轮的成形载荷,通过有限元仿真分析了3种方案的齿轮成形过程、金属流动规律、模具受力状况和成形载荷,并设计了相应的生产工艺流程,比较了3种精密锻造方案和传统切削齿形加工的生产效率和材料利用率.通过齿轮热精锻实验验证了有限元仿真和载荷计算的准确性,确定无心轴-实心坯为行星齿轮热精锻生产的最佳工艺方案.     

带毂直齿轮冷精锻新工艺及其数值模拟

根据带毂直齿轮的结构特点,采取4种具体措施解决其精密成形问题,提出一种带毂直齿轮精锻新工艺,以某具体带毂直齿轮零件为例,建立了其精锻成形过程的刚塑性有限元仿真模型,分析了其速度、应力与应变等场量信息,结合坐标网格实验探讨成形过程中金属的流动规律并进行成形载荷分析.结果表明:在较低载荷条件下,采用该带毂直齿轮精锻工艺能够获得齿形饱满的齿轮锻件;有限元模拟与工艺实验结果吻合较好,带毂直齿轮精锻工艺切实可行.     

基于响应面法的直齿轮冷挤压工艺多目标优化

针对某型大模数行星直齿轮在精锻成形工艺中成形载荷大、齿形塌角大及弹性回复影响齿形精度等问题,提出一种新型约束分流正冷挤压工艺.以降低成形载荷、减小轴向塌角长度及取得弹性回复量较小的齿轮为优化目标,以凹模入模角、毛坯直径系数、摩擦系数和模具挤压速度为优化变量,借助正交实验设计与Design-Expert V8软件进行响应面拟合建模分析,得到成形载荷及塌角长度的二阶响应面模型和弹性回复的线性模型,同时借助该软件进行多目标优化,得到最佳工艺参数组合,即入模角为67°,直径系数为1.15,摩擦系数为0.06,模具下压速度为52mm/s.有限元模拟和生产实践结果表明:优化后的工艺参数组合能生产得到弹性回复较小、表面质量好的行星直齿轮冷挤压件,并能有效减小塌角、降低成形载荷.     

油泵齿轮轴精锻成形工艺研究及缺陷分析

针对油泵齿轮轴特殊形状设计了齿轮轴精锻模具.通过有限元仿真和精锻实验研究了齿轮轴成形过程和金属流动规律.分析了对油泵齿轮轴精锻工艺中产生齿形角隅填充不满缺陷的原因:角隅填充是成形终了时成形载荷陡增的主要原因之一,由于齿轮轴精锻模具结构的特殊性,其强度无法满足齿形角隅填充所需高成形载荷的需要.基于角隅填充状况,提出了齿形端面斜面分流和环形槽分流,并对传统精锻工艺和两种分流锻造工艺进行了有限元仿真.分析结果表明两种分流方法均能有效减小齿形角隅填充时金属流动阻力,保证齿形良好填充,降低成形载荷,并且斜面分流优于环形槽分流.锻造实验验证了有限元仿真的准确性.     

利用局部加载法冷精锻圆柱直齿轮

冷精锻圆柱直齿轮具有齿腔充填困难、成形力大及模具寿命低等技术难题.对此,提出了传统封闭式冷锻-局部加载终锻二步锻造工艺.利用数值模拟方法分析了局部加载终锻的变形过程、等效应变和成形载荷,并与封闭式冷锻成形圆柱直齿轮进行了对比,结果表明:利用局部锻造工艺作为终锻,不但齿腔充填良好,而且能极大地降低成形力和单位压强;局部加载成形的齿轮齿形部分变形大、组织好.＃     

直齿内齿轮冷精锻成形工艺研究

文章系统研究了直齿内齿轮冷精锻成形工艺,并在原有工艺的基础上提出了改进后的新工艺,分析了内齿轮在冷精锻过程中金属的流动规律,得到了保证轮齿充满模具型腔的合理坯料尺寸;运用数值模拟方法,研究了冲头入口角、摩擦条件和模具关键过渡圆角的改变对内齿轮成形过程中工作载荷、有效齿长、模具寿命、金属流动和等效应变的影响,为生产实践提供理论依据和技术指导。     

提高齿轮强度途径的探讨

针对齿形的结构,在相同模数条件下,提出了应力场偏差的计算公式,并计算出对称齿形齿轮与不对称齿形齿轮模数的变化量,从而得出通过改变非工作齿廊压力角实现减少不对称齿形齿轮的尺寸和质量的结论．     

从动螺旋伞齿轮精密锻造数值仿真

对从动螺旋伞齿轮的精密锻造过程进行三维刚塑性有限元模拟，获得了齿形充填饱满的模拟齿轮锻件及其变形过程，阐述了螺旋伞齿轮精密锻造成形阶段分类和齿形充填模式．铅试件实验从齿轮外形和成形力两方面验证有限元模拟的正确性．根据相似理论，预测出从动螺旋伞齿轮冷精锻成形力50州左右，解释了大截面的螺旋伞齿轮难以冷精锻的原因，提出了从动螺旋伞齿轮精密塑性成形的工艺方案．     

圆柱齿轮冷精锻数值模拟及其轮齿修形规律

建立了黑色金属直齿圆柱齿轮冷精锻的有限元模型.采用有限元数值模拟和试验研究相结合的方法对直齿圆柱齿轮冷精锻过程中轮齿尺寸的变化进行了研究,获得影响冷精锻轮齿精度的2个主要因素是:冷锻时模具弹性膨胀和齿轮出模后的弹性回复,其中模具弹性膨胀是影响齿形精度的最主要因素.在冷精锻时,模具齿形变化可视为径向膨胀,越靠近齿顶变形量越小,根据数值模拟轮齿修形结果,分别绘制出了冷精锻时模具膨胀和工件弹性回复后的齿形曲线.采用实际制造出的冷精锻模具,对45#钢进行了成批量的冷精锻,锻出的齿轮精度等级达到了GB/T10095 1-2001/7级,其试验结果与数值模拟吻合较好.     

半轴齿轮温精锻成形工艺的研究

运用有限元模拟软件对半轴齿轮的温精锻成形过程进行了数值模拟分析,找出了影响齿形成形的关键因素。设计出了一套合理的温精锻工艺和基于800 t双动液压机的模具。研究表明,恰当的模具结构及形状尺寸,合理的连皮厚度和位置可以有效地改善齿轮的填充情况,确保齿形的完全充满。     

主动螺旋伞齿轮闭塞模锻物理模拟

根据金属流动趋势设计了主动螺旋伞齿轮的预制坯;开式模锻螺旋伞齿轮试验结果显示,模具结构复杂,所产锻件有飞边;采用闭塞模锻成形了螺旋伞齿轮铅试件,揭示了闭塞模锻主动螺旋伞齿轮成形过程,说明了用闭塞模锻工艺成形主动螺旋伞齿轮的可行性;通过铅试件网格试验,揭示出在闭塞模锻中金属内部质点的流动规律、金属流线分布趋势及纤维状况,说明了锻造齿轮内在质量高的原因;提出采用局部加热,以工件柄部代替大端冲头,设计大、小端双动冲头闭塞模锻模具的创意．研究结果表明,螺旋伞齿轮闭塞模锻铅试样物理模拟对该类零件精密成形工艺制定及模具设计具有重要指导意义．     

敞开式锻模的工艺分析及应用

针对具有回转体形的锻钢件，如何采用敞开式锻模的有关问题进行了分析讨论，结果表明，采用敞开式锻模具有精度高、重量轻、寿命长、节材省时等优点。尤其适宜于中小型企业。     

汽车变速器输入轴塑性成形工艺

输入轴是汽车变速器中重要零件,针对其特殊结构提出一火加热和轧锻结合的塑性复合加工工艺,即采用圆柱坯料只进行一次加热,依次采用楔横轧和锻造工艺加工塑性成形输入轴。本文分别设计楔横轧和锻造模具,并进行相关实验。在锻造工艺中轴部圆角采用挤压方案成形,避免其出现折叠缺陷。阶梯轴作为两步工艺的中间产品,其在复合工艺过程中起到承上启下的作用,分别对阶梯轴锥角和轴长进行实验与分析,确定参数的最佳选取范围,并最终通过复合工艺加工成形输入轴。输入轴齿形填充饱满,各部分无缺陷。     

直线共轭内啮合齿轮副的重合度研究

根据齿轮啮合原理,参照渐开线齿轮定义了直线齿廓外齿轮的基本参数,得出了齿形半角、压力角和最小齿数的关系,得到直线齿形齿轮的齿廓方程,在此基础上对啮合极限点进行了研究。为满足连续传动的要求,推导出直线共轭内啮合齿轮副啮合曲线,并分析了直线共轭内啮合齿轮传动的啮合特性。根据重合度计算理论推导出直线共轭内啮合齿轮副重合度的计算公式,保证在齿形参数设计时满足连续传动的要求。根据齿轮的基本参数和重合度的计算公式,研究外齿轮齿顶高系数、内齿圈齿顶高系数、压力角与重合度的关系。     

径向锻造终锻过程的流函数法解析

径向锻造的终锻变形过程,因锤宽与坯径比较大,几乎包围了整个圆周,故认为变形主要发生在轴向延伸,它与拉拔,镦粗等变形相似,但受方向及变形特点又不相同,为了解决与初锻过程出现同样“跳卡”和分析锻造质量问题,采用了流函数法对进料量、锤头尺寸,形状等因素的,影响进行了理论分析,为径向锻造选择合适的工艺参数提供了理论参考。     

热锻过程中工模具温度场的有限元迭代解法

热锻过程中温度对成形过程的影响是显著的，了解热锻过程中工模具内温度场的分布对控制锻件的成形是有益的，工模具的热传导问题，由于热性能参数随温度变化和／或存在辐射换热，所以是一个非线笥瞬态问题，本文提出求解此问题的有限迭代解法，用此算法分析了热锻过程中的对模阶段的工模具温度变化，并给出了它们的温度场分布。     

复杂盘饼类锻件等温精密塑性成形数字化设计

以铝合金环形座锻件为例,采用数字化技术进行了复杂盘饼类锻件等温精密成形工艺及模具的设计,实现了模具设计制造的一体化,提高了模具的设计质量和加工精度,缩短了模具设计和制造的周期,降低了生产成本．通过有限元模拟和实验相结合,分析了复杂盘饼类锻件成形时的金属流动规律,研究了成形方案对成形质量的影响,并采用优化工艺获得了尺寸精度高、质量合格的7A09铝合金复杂盘饼类锻件．研究结果表明,采用反挤变形方式可以控制金属的径向流动速度,能有效地防止复杂盘饼类铝合金锻件的折叠缺陷．     

不连续变形对金属塑性影响的模拟与分析

选取最优的应变速率,利用弹塑性有限元分析软件MSC MARC/AutoForge对成形过程进行数值模拟.通过模拟,分析不同摩擦系数、工况温度、材料、锻造次数以及3次不连续变形的不同下压量等重要参数对锻压过程的影响,研究工件的总等效塑性应变、所受最大成形力以及直径的增加程度.探讨了影响圆柱坯料成形和精度的主要因素,得出了对锻造成形工艺以及模具设计起重要指导作用的合理锻造工序.