車用花鍵齒套精密成形工藝及模具研究.pdf

1、本課題研究的花鍵齒套包括直齒圓柱齒輪和矩形花鍵兩部分,是車輛倒擋機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵零件,也是大批量生產(chǎn)的零件,其傳統(tǒng)的切屑加工方法材料利用率及生產(chǎn)效率低,產(chǎn)品成本高,同時(shí)由于金屬流線被切斷,降低了零件強(qiáng)度和使用壽命,隨著車輛行業(yè)對(duì)零部件質(zhì)量要求的日益提高,切屑加工成形工藝已不適于該零件的生產(chǎn)。冷擠壓成形屬于少/無(wú)切削加工工藝,是成形花鍵齒套的一種先進(jìn)工藝,但花鍵齒套冷擠壓成形易出現(xiàn)齒形充不滿及花鍵鐓粗等缺陷,因此分析其冷擠壓成形工藝及參數(shù),有助

2、于避免生產(chǎn)中各種缺陷的產(chǎn)生,對(duì)于提高模具設(shè)計(jì)質(zhì)量、縮短模具設(shè)計(jì)周期、降低模具設(shè)計(jì)成本、提高零件的冷擠壓成形質(zhì)量具有重要意義。
　　本文首先建立了DEFORM-3D中20CrMnTi的冷擠壓材料模型,與常用近似替代材料相比,提高了數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性。
　　通過(guò)對(duì)花鍵齒套冷擠壓成形工藝的分析,確定其冷擠壓成形工藝分為齒輪和法蘭盤部分?jǐn)D壓成形及花鍵部分?jǐn)D壓成形兩個(gè)工步。在研究齒輪及法蘭盤成形時(shí),由于第一種方案成形力較大且存在齒形充填

3、不滿及易出現(xiàn)拉傷等缺陷,通過(guò)研究提出了第二種方案。方案二以金屬塑性成形最小阻力定律及流動(dòng)控制成形技術(shù)(FCF)為理論基礎(chǔ),提出了上模芯處增加凸臺(tái)結(jié)構(gòu)和飛邊處設(shè)計(jì)階梯飛邊結(jié)構(gòu),通過(guò)數(shù)值模擬及正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)驗(yàn)證該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有效增加了材料向齒形部分流動(dòng)的能力,能成形出齒形充填飽滿、無(wú)缺陷的齒輪,且成形力更小。研究花鍵部分成形時(shí),由于花鍵的冷擠壓成形常出現(xiàn)入模口處鐓粗、花鍵端頭充填不滿及齒根開裂等問(wèn)題,因此,首先對(duì)影響這些缺陷變化的參數(shù)進(jìn)行研究,然