半軸齒輪溫（熱）精鍛成形技術(shù)研究.pdf

1、閉塞式精鍛工藝屬于金屬塑性加工的先進(jìn)工藝，齒輪精鍛就是通過精密鍛造直接獲得完整齒形，且齒面不需或僅需少許精加工即可使用的齒輪制造技術(shù)。它有效地改善了齒輪的組織和性能。精鍛使金屬三向受壓，晶粒及組織變細(xì)，致密度提高，微觀缺陷減少；精鍛還使金屬流線沿齒形連續(xù)均勻分布，提高了齒輪的機(jī)械性能。精鍛齒輪的齒形精度能達(dá)到精密級(jí)公差、余量標(biāo)準(zhǔn)，工件只需少量精加工就可進(jìn)行熱處理，提高了生產(chǎn)效率及材料利用率，降低了生產(chǎn)成本，大大提高了齒輪制造的市場競爭能

2、力。 近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，閉塞式精鍛技術(shù)也取得了巨大的進(jìn)步。本課題以半軸齒輪為例，先利用模具CAD技術(shù)對(duì)半軸齒輪進(jìn)行三維實(shí)體建模，然后應(yīng)用FEM模擬技術(shù)等對(duì)半軸齒輪的成形過程進(jìn)行數(shù)值模擬仿真。分析了金屬在成形過程中各種場變量的變化，預(yù)測金屬流動(dòng)趨勢，并就不同的凸、凹模結(jié)構(gòu)及形狀尺寸、連皮厚度、連皮相對(duì)于齒輪端面距離等對(duì)半軸齒輪的成形載荷、金屬流動(dòng)情況(或充填性)以及模具壽命等的影響規(guī)律進(jìn)行了研究，確定了最優(yōu)的凸、凹

3、模結(jié)構(gòu)、連皮厚度以及連皮相對(duì)于齒輪端面的距離等工藝參數(shù)。進(jìn)而根據(jù)優(yōu)化出來的結(jié)果設(shè)計(jì)出了一套合理的溫精鍛工藝和基于800噸雙動(dòng)液壓機(jī)的模具。最后利用優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并將數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，得出了以下主要結(jié)論：改進(jìn)凹模結(jié)構(gòu)，在齒模大端尖頂處設(shè)置尖角，成形時(shí)該尖角可以起到容納多余金屬的作用，并確保齒廓面的完全成形；改進(jìn)凸模結(jié)構(gòu)，在凸模下端與頂桿上端加一大小、形狀適當(dāng)?shù)耐古_(tái)，可對(duì)毛坯產(chǎn)生一定的徑向力，便于金屬分流，更有效的改善了

4、齒形的充填條件；合理的連皮厚度和連皮位置對(duì)齒形的充填也起著重要的作用，當(dāng)連皮厚度t=0.3d，h=0.5H時(shí)，齒形的充滿情況最好；鍛件上小于ψ25的孔，只要模具結(jié)構(gòu)合理，鍛出來更有利于齒形的充滿。 通過本課題的研究，將精密鍛造理論，數(shù)值模擬仿真技術(shù)以及模具CAD/CAM技術(shù)結(jié)合起來，達(dá)到了提高生產(chǎn)效率、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高模具壽命、降低能耗和生產(chǎn)成本等目的。本課題的研究成果可以為其他錐齒輪的生產(chǎn)以及相關(guān)的模具設(shè)計(jì)提供理論和實(shí)踐