齿轮轴楔横轧齿形成形质量影响因素研究

应用楔横轧技术生产齿轮轴不仅生产效率高,材料浪费率低而且成形的齿轮轴具有更高的强度.应用Deform软件对齿轮轴楔横轧成形过程中轧件温度、齿数、模数、模具运动速度和分度圆直径对齿形质量的影响进行研究;得出了各因素的重要性影响大小的顺序和各个因素对齿形成形质量的影响规律.     

楔横轧齿轮泵的齿轮轴毛坯

通过对楔横轧齿轮泵的齿轮轴毛坯的工艺流程、性能以及企业的介绍,阐明了楔横轧的优越性,有广阔的发展前景.     

楔横轧技术的应用及发展

介绍了楔横轧工艺的类型、应用、工艺参数及模具结构．当前楔横轧技术在理论和工艺方面的主要研究成果，以及目前楔横轧技术的应用情况和今后的发展方向，以期推动楔横轧技术在我国的发展。     

多楔楔横轧轧制力在线测试系统

针对目前多楔轧制规律比较复杂现状，设计了H630轧机轧制力在线测试系统，该系统可以在线准确测出单楔与多楔轧制过程中轧制力变化规律。同时采用Ansys／Ls—Dyna3D有限元软件对轴类零件楔横轧制过程进行模拟，并对轧制力变化规律进行较系统的分析，分析结果与实验测试结果基本一致。     

楔横轧多楔轧制铁路车轴可行性有限元分析

采用DEFORM有限元软件，建立楔横轧多楔轧制铁路RD2车轴有限元模型，进行多楔轧制过程有限元仿真，通过分析三楔同时楔入成形RD2轴的金属流动规律、轧件内部应力状态情况等，进一步阐明楔横轧多楔轧制铁路车轴的可行性。有限元分析结果为实现铁路车轴高效化、节能化、专业化生产提供了理论依据。     

楔横轧内直角台阶精确轧齐曲线的研究

在分析楔横轧内直角台阶成形过程中各种主要几何影响因素的基础上,建立了符合实际的内直角台阶成形阶段的几何模型和数学模型,并将楔横轧内直角台阶成形过程分为3个阶段。利用轧件表面各参数方程建立了各部分体积的求解积分式,计算出各阶段轧件螺旋斜锥体的体积,根据体积不变原理,得到精确的楔横轧直角台阶轧齐曲线。     

楔横轧技术的应用及其效益

楔横轧是20世纪60年代发展起来的一种先进的锻压工艺。目前已在汽车、拖拉机、机床等行业普遍应用,并取得了显著的经济效益。 楔横轧是两个带楔形模具的轴心线平行的轧辊,以相同的方向旋转,带动棒料运动,同时棒料随轧辊在两导板中间进行自转,在轧辊楔形模具的作用下,旋转一周经楔入、展宽、成形、精整及切断,轧制成各种回转体零件。其成形原理和过程如     

楔横轧三维热力耦合非线性有限元模拟

通过模拟线、棒材实际轧制条件下的组织演变过程,并结合控制轧制理论,提出几种不同于原有轧制条件的工艺.模型模拟计算的结果表明,改变初始的轧制条件,如降低轧制过程中各道次的变形温度或降低终轧区的变形温度、增加末道次应变速率等方法均有利于最终轧制道次奥氏体晶粒尺寸的减小.为模拟计算所开发的模型实现了可视化,大大方便了过程模拟,同时也为经济有效地优化加工工艺提供条件.在轧制过程中,合理控制产品的微观晶粒尺寸为后续钢材冷却处理提供组织上的保证,同时也可提高成品的综合力学性能.     

楔横轧时的缺陷及解决方法

楔横轧时生产的缺陷，基本上分为两类——外表面的和内部的。外部缺陷有压折、由模具造成的螺旋状凸痕、轧制部分的形状不正确（锥度、椭圆、凸腹）、尾部未轧或者弯曲、尾部缩孔等；内部缺陷有中心疏松和孔腔。文中对各种缺陷的成因及解决办法进行了分析阐述。     

交叉轴线齿轮无侧隙齿廓构建机理研究

线齿轮机构在啮合的过程中,法向侧隙影响其在正转至反转的过渡。在空间曲线啮合理论的基础上,研究了适合正反转的空间螺旋曲面齿轮副。以螺旋线为中心线,研究截面为圆时其曲面方程,并构建此曲面为主动轮齿面,分析其啮合时主动齿面上的正反转接触线。以此正反转接触线为基准,计算矩形截面的从动轮曲面方程,由此构建从动轮曲面,使其能包含主动齿面的圆截面。研究空间螺旋曲面齿轮副的运动学性能,结果表明,此方法构建的齿轮副,在正反转时能够完整过渡而没有大的法向侧隙,能够满足传动的需求。     

浮压法压实楔横轧轴件心部空洞的机理研究

为有效地消除心部空洞,提高楔横轧轴件的机械性能,提出利用高压气体压实楔横轧轴件心部空洞的新方法,简称浮压法。利用DEFORM-3D有限元软件,研究了浮压法实现轴件心部空洞闭合的机理和工艺参数的影响规律。结果表明:心部空洞闭合的条件是高温轴件应受三向压应力、负平均应力和较大的剪应力共同作用;气压或轴件温度越高,空洞闭合就越快,但对轴件外形尺寸几乎没有影响。     

挤压式楔横轧小料头轧制的微观组织演变分析

针对目前楔横轧技术料头较大,导致材料利用率低的问题,创新性地提出了挤压式楔横轧工艺以实现小料头轧制。通过在DEFORM-3D有限元软件中建立42CrMo钢的动态再结晶模型,模拟分析了挤压式楔横轧的动态再结晶体积分数及奥氏体平均晶粒尺寸大小的分布规律。最后结合挤压式楔横轧轧制油泵轴试验及金相分析试验,验证了挤压式楔横轧小料头轧制的可行性。研究表明,挤压式楔横轧产生的料头体积相较于传统楔横轧产生的料头体积减小了75%左右,其材料利用率可以提高到95%左右,同时该轧制方法还可以细化晶粒,提高金属综合力学性能。     

一种平行轴圆截面线齿轮齿廓的构建方法

在空间曲线啮合理论的基础上,研究平行轴线齿轮的传动机构。以螺旋线为中心线,研究截面为圆时主动线齿的曲面方程,并以此构建主动线齿轮齿面齿廓。以同轴心的圆截面为从动线齿轮的齿廓截面,并根据从动轮中心线构建从动轮齿面方程。分析线齿轮啮合传动时主动线齿上的正反转接触线,并根据空间曲线啮合方程求出从动线齿的正反转接触线。此正反转接触线应满足从动线齿轮中心线构建的圆截面从动线轮齿面方程。可通过增加齿数提高其重合度以提高传动稳定性。通过建立线齿轮副3D模型并进行运动学模拟仿真实验,结果表明,此方法构建的平行轴圆截面线齿轮装配无法向侧隙,且传动过程无干涉,能够满足设计的传动比需求。     

楔横轧轧件滚动半径变化规律的试验研究

楔横轧轧制成形过程中轧件的滚动半径是楔横轧模具设计和进行工艺分析的基本参数之一,它反映了轧辊与轧件的相对运动关系,对非圆截面轴类零件如发动机凸轮轴等模具辊形曲线设计具有重要影响.通过轧制试验,得到楔横轧轧制过程中轧件滚动半径的变化规律和各种工艺参数的影响规律.结果表明:楔入段轧件滚动半径要大于原始坯料尺寸且随着轧制进行逐渐减小;到展宽段保持稳定;进入轧齐后,随着模具楔面抬高,其值逐渐减小,精整段约等于轧件轧后尺寸.展宽角和成形角越大,轧件滚动半径越大;断面收缩率影响规律比较复杂,当断面收缩率小于一定值时,随断面收缩率增大而增大,当断面收缩率大于一定值时,随断面收缩率增大而减小;坯料直径表现为辊径比越大,轧件滚动半径越靠近原始坯料尺寸内侧;轧制温度对轧件滚动半径的影响较小,而模具楔面刻痕状态影响较大.     

面齿轮齿面包络成形及顶切分析

为了显式的成形面齿轮齿面模型,并对面齿轮产生顶切时最小内半径的精确求解,建立了正交面齿轮包络坐标系,给出了产形齿轮齿面方程,推导了面齿轮工作齿面方程、过渡曲面方程和顶切曲面方程。根据齿面方程,利用MATLAB7.5、CATIA V5对面齿轮齿面进行了仿真分析,根据齿面仿真对比及对顶切界限线的分析,得到了产生顶切时最小内半径关键点,即面齿轮齿顶圆柱面与顶切界限线的交点,通过显式求解该关键点即可得到面齿轮不产生顶切的最小内半径,通过与现有文献中隐式求解内半径结果进行对比得两者数值上相差较小,最后通过仿真切齿的方式进一步说明所述方法的精确度优于其他文献中的方法。     

模具参数对闭开联合轧制汽车油泵轴力能参数的影响

采用DEFORM有限元软件建立了楔横轧汽车油泵轴的三维刚塑性有限元模型,分析了闭式展宽角、闭式成形角、开式展宽角和开式成形角等模具参数对汽车油泵轴力能参数的影响规律,发现：闭式展宽角的增大会使得各力能参数变化速率加快;闭式成形角的增大会使得各力能参数随之增大;开式展宽角的增大会使得径向力增大;开式成形角的增大会使得轴向力增大。进行了1∶1闭开联合轧制汽车油泵轴实验,实测轧制力矩相对误差在10%以内,验证了有限元模型的正确性。