从动螺旋伞齿轮精锻成形数值模拟和实验研究

对从动螺旋伞齿轮的精锻成形过程进行三维刚塑性有限元模拟和实验研究,得出了从动螺旋伞齿轮精锻过程的金属流动规律和变形力参数特征,获得了从动螺旋伞齿轮精锻工艺方法和成形力计算公式,为从动螺旋伞齿轮的精锻成形工艺的应用提供指导。     

螺旋伞齿轮近净成形试验研究

采用Deform-3D有限元数值模拟与试验相结合的方法对螺旋伞齿轮的近净成形进行研究,提出初步的工艺优化解决方案。首先,通过有限元数值模拟分析,增设了预锻成形工序,将螺旋伞齿轮的近净成形工艺方案优化为"下料—退火—磷皂化—镦粗—退火—磷皂化—终锻"。在数值模拟基础上,对螺旋伞齿轮终锻成形进行了3水平2因素的正交试验,并在锻造试验结果基础上确定了合理的模具结构。结果表明,增加分流道能够有效减小成形压力;在优化后的模具结构中,压力机档位为1600 kN时能够实现螺旋伞齿轮的近净成形并且保证模具不被破坏。     

直齿圆锥齿轮精密锻造工艺及模具设计

针对直齿圆锥齿轮精锻成形中齿形充填不满及成形力过大导致模具损伤等问题,制定了中心分流法精锻直齿圆锥齿轮的工艺方案.以工艺方案和数值模拟结果为依据,设计了预锻分流区和分流终锻两套模具,并对精锻模具的模膛和结构设计要点进行了阐述.     

档位齿轮坯精锻成形工艺的数值模拟和试验研究

针对目前开式锻造档位齿轮坯工艺中耗能大,材料利用率低的问题,提出了一套新的闭式精锻成形工艺方案.利用有限元数值模拟软件DEFORM-3D分析了始锻温度、摩擦因子、压机速度对最大的成形载荷及成形质量的影响.并用优化的工艺参数进行生产试制,其结果与数值模拟吻合较好.     

基于数值模拟的直齿圆柱齿轮精锻模具设计

基于三维有限元数值模拟分析，确定了直齿圆柱齿轮精锻新工艺成形的最佳方案，并设计了可同时实现预锻分流区一分流终锻新工艺和传统闭式镦挤工艺的实验模具。     

汽车转向节小飞边精锻技术的研发及应用

以一种复杂程度达S4的转向节为研究对象,提出将传统的水平开式预锻和开式大飞边终锻改变为半闭式小飞边预锻成形和半闭式小飞边终锻成形的精锻工艺新方案。在采用经典塑性成形理论对小飞边的作用及其机理进行分析的基础上,采用热力耦合有限元进行了模拟分析,得到了等效应力、等效应变和温度分布场以及力形成曲线和变形规律,验证了工艺方案的正确性,并优化了预锻成形工艺。在程控锤和数控电动螺旋压力机上成功试制出转向节精密锻件,工艺试验结果与模拟结果吻合。新工艺方案的材料利用率为88%,较传统工艺方案提高了16%,且质量更好。     

正交试验法优化身管径向精锻成形工艺参数研究

采用正交试验法分析身管径向精锻成形过程中各工艺参数及参数间的交互作用对锤头锻击力及身管与芯棒间压力的影响,获得最佳工艺参数.建立轴对称有限元模型模拟各工艺参数取值不同时的身管径向精锻成形过程,由实际生产与有限元模拟中锤头锻击力的对比验证了轴对称有限元模型的准确性.为得到最小的锤头锻击力及身管与芯棒间压力,对正交试验结果进行方差分析,得到对优化目标影响最大的工艺参数及最优工艺参数组合,预测了最优工艺参数组合下的优化目标值,并应用轴对称有限元模型模拟最优参数组合,得到的结果验证了正交试验法预测结果的准确性.     

基于响应面汽车变速器螺旋伞齿轮精锻成形工艺优化

针对螺旋伞齿在精锻时齿形成形质量差、成形载荷过大等缺陷,以某汽车变速器螺旋伞齿轮为研究对象,建立了以坯料始锻温度、摩擦系数以及压力机速度为设计变量,以最大成形载荷和终锻填充率为目标函数的二次多项式响应面模型,结合数值模拟方法以及Matlab优化工具箱,得到了优化的成形工艺参数为:坯料初始温度1000℃、摩擦系数0.3和摩擦压力机的成形速度200 mm·s-1.最后基于优化后的工艺参数,通过工艺试验验证了该模型的有效性,试验获得的螺旋伞齿齿形饱满,设备成形载荷满足要求.     

有限元耦合分析法预测冷精锻钢质齿轮硬度分布研究

运用已建立的钢制冷锻试样内部硬度和等效应变的数学模型,将其与冷精锻齿轮有限元数值模拟结果相结合并进行耦合分析,预测了冷精锻齿轮内部的硬度分布.检验结果表明有限元耦合分析结果与平面应变试验结果基本一致.说明了通过有限元耦合分析法预测成形件机械性能的可行性,为进一步工艺优化和质量控制提供了依据.     

基于向内分流和芯轴交换耦合法冷锻成形直齿圆柱齿轮的数值模拟研究

为了避免终锻成形载荷的急剧上升,达到降低直齿圆柱齿轮冷精锻成形载荷的目的,在向内分流和芯轴交换的基础上,提出了基于向内分流和芯轴交换耦合法两步精密成形工艺。建立了关于该成形工艺的三维有限元分析模型和不同实验方案,并通过DEFORM-3D软件对其进行了数值模拟分析,得到了该成形工艺的最佳成形方案及其成形过程中的金属流动规律和变形机理。模拟结果显示采用此工艺不仅可以成形出完整的齿形,且成形载荷与传统的闭式精锻成形工艺相比,降低50%左右。对直齿圆柱齿轮的生产实践具有重要指导意义。     

直齿锥齿轮精锻技术的现状及其发展

阐述了齿轮精锻技术的定义和特点,概述了我国精锻成形技术的现状,并分别介绍了直齿锥齿轮精锻成形技术在热锻、温锻、冷锻和热锻-冷锻复合成形技术等领域应用的现状及其发展。     

形状相似性法的圆柱斜齿轮冷锻数值模拟

提出了锻件毛坯与齿轮形状相似性冷锻法,改善成形质量,同时锻坯中心孔分流,可降低成形力.用三维有限元仿真软件数值模拟圆柱斜齿轮的闭式冷锻过程,确定下端面带凹槽的齿轮锻坯形状,该形状能避免齿轮成形产生的折叠缺陷;通过对材料变形的应变场、应力场、速度场、加载曲线等规律的分析,确定变形严重的应力区和应变最大值分布位置,指出材料成形流动速度差过大,是产生成形折叠缺陷的原因.总之,形状相似性法的圆柱斜齿轮冷锻成形齿轮是可行和有效,具有工程实际应用意义.     

螺旋伞齿轮从动轮毛坯锻造成形数值模拟

“热锻造+机加工”是螺旋伞齿轮制造的一种有效方式,热锻件质量的好坏决定了最终产品的性能.通过运用有限元分析软件Deform-3D对螺旋伞齿轮从动轮毛坯的热锻造过程进行数值模拟,研究了锻造过程中金属流动规律.结果显示,金属在阶梯处流动困难,导致锻件阶梯处的应力应变大,温度高.通过对模具参数进行改进,可以改善金属的流动情况...     

镁合金AZ31B直齿锥齿轮热锻成形研究

根据镁合金AZ31B的高温流动应力曲线,建立了包含应变的三维加工图,反映了温度、应变和应变速率对功率耗散系数和流变失稳区的影响,确定了合适的热变形范围,即温度为250-325℃、应变速率为0．1～1s^-1。在此基础上,研究了镁合金直齿锥齿轮的锻造成形,制定了无齿形预锻和终锻两步等温锻造工艺,在MSC．Marc平台上进行了锻造过程的模拟,基于模拟结果,完成了镁合金直齿锥齿轮的锻造成形实验。     

螺旋锥齿轮摆辗成形凹模电极的设计与制造

螺旋锥齿轮摆辗成形凹模通常采用电火花加工,用于电火花加工的电极对于模具型腔的制造精度具有重要影响.对螺旋锥齿轮与工具电极尺寸传递规律进行研究,并在此基础上设计凹模工具电极.最后对设计的电极齿形进行加工和检测,为齿轮摆辗成形凹模电极设计制造提供了科学依据.     

Hot forging process design and parameters determination of magnesium alloy AZ31B spur bevel gear

Magnesium alloys have relatively low workability at room temperatures due to hexagonal crystal structure. In general, the forging process of magnesium alloys is considered to be very difficult because of the poor flowability and the sensitivity to the temperature and strain rate. Taken spur bevel gear as an example, the hot forging process of the complicated shape parts of magnesium alloy AZ31B was investigated by means of finite element (FE) simulations combined with experiments. After the two-stage hot forming process (preforming operation without gear shape and finish forging operation) was determined, the influence of various shapes of preform dies on the hot forging process was discussed by the commercial finite element analysis software Marc, and the optimum preform die shape was obtained. According to the numerical simulation results, the hot forging experiments of magnesium alloy AZ31B spur bevel gear were successfully conducted. By comparison between experimental load–stroke curves and the calculated ones, it shows that the calculated results are consistent with the experimental ones.     

从动螺旋伞齿轮摆动辗压三维有限元模拟

从动螺旋伞齿轮的形状复杂,摆动辗压难度大。采用刚粘塑性有限元对从动螺旋伞齿轮摆动辗压工艺进行了模拟,获得了从动螺旋伞齿轮的摆动辗压变形规律和力能曲线。通过对辗压力模拟计算与实验结果的比较,阐释了有限元模拟计算辗压力的有效性和不足。最后指出了对螺旋伞齿轮进行高精度的计算模拟要考虑的问题。     

Precision forging of spur gears with inside relief

Conventional closed-die forgings as applied to the forging of spur gears require high forging pressure. In this paper, a precision forging technology has been developed for the forging of spur gears with alloy steel (SCM415). The technology developed includes two steps in the forging process. Well-shaped products are forged successfully using a lower forging pressure than that of conventional forging. The accuracy of the forged spur gear obtained by the new precision forging technology is set nearly equal to that of a cut spur gear of the fourth and the fifth classes in the Korean industrial standard.     

直齿锥齿轮预锻齿形优化设计

基于典型差速器行星齿轮的热-冷复合成形工艺,分析了预锻齿形设计的重要性。应用Deform-3D软件模拟不同齿形方案的预锻变形过程,通过数值模拟结果对比分析与物理试验验证,总结出标准预锻齿形与非标准预锻齿形设计的优缺点。若预锻齿形采用标准齿形,精整量较大时在齿根处产生金属折叠,精整量较小时齿面精度低;若预锻齿形采用非标准齿形,即增大齿面冷精整量,减少齿根处冷精整量,热锻件经冷精整后可以达到零件要求,由此确定了非标准预锻齿形为较合理方案。