局部加载约束分流冷锻直齿轮工艺研究

针对直齿轮冷锻过程中齿腔充填困难、成形载荷大、模具寿命低的特点,提出了基于局部加载一约束分流冷锻圆柱直齿轮新工艺。在浮动凹模基础上,利用有限元软件对新工艺进行数值模拟。对工艺成形过程中速度场、成形载荷等规律进行了分析,并对比分析了多种成形工艺。结果表明：局部加载一约‘束分流终锻成形工艺可以较好地成形大模数圆柱直齿轮,能避免齿轮成形时产生的折叠缺陷,同时可以显著地降低成形载荷,为此类齿轮冷锻工艺的应用与生产实践提供了理论依据。     

局部加载冷锻成形圆柱直齿轮仿真

圆柱直齿轮冷锻成形载荷大,模具寿命低。提出整体预锻齿坯与局部加载终锻齿形两步冷锻成形圆柱直齿轮的工艺。用三维造型软件Unigraphics NX建立了圆柱直齿轮锻件及模具模型之后,通过有限元仿真软件Deform3D数值仿真圆柱直齿轮冷锻过程。仿真结果表明,该工艺在保证齿形充填完整的同时,可以显著地降低成形载荷。     

圆柱斜齿轮冷锻成形工艺研究

针对圆柱斜齿轮冷锻过程中齿腔充填困难、成形载荷大、模具寿命低的特点,提出了局部加载冷锻圆柱斜齿轮新工艺。利用有限元软件对新工艺进行数值模拟,分析了工艺成形过程中速度场、等效应变等规律,并对比分析了闭式、轴分流和局部加载成形工艺的成形载荷。研究结果表明,局部加载成形工艺可以较好地成形圆柱斜齿,改善齿端部分的充填性能,可显著地降低成形载荷,为此类齿轮的冷锻工艺应用与生产实践提供了理论依据。     

矩形直齿轮热锻工艺有限元模拟

针对大尺寸矩形直齿轮,提出了镦粗预锻终锻3工序"一火"连续锻造的工艺方案。利用有限元软件Deform-3D建立矩形直齿轮热锻有限元模型,并模拟其成形过程。根据模拟结果探讨成形过程中的温度场、等效应变场、材料流动情况及成形载荷的变化规律。在6.3MN高能螺旋压力机上成功试制出矩形直齿轮锻件,工艺试验与模拟结果具有较好的一致性,锻件形状满足设计要求、无折叠缺陷,证明该工艺方案切实可行。     

圆柱斜齿轮滚轧成形工艺数值模拟

对螺旋角为20＆#176;和30＆#176;的圆柱斜齿轮的滚轧成形工艺进行了研究。依据体积不变原理，在确定齿坯直径的基础上计算了滚轧轮齿顶圆直径、齿形尺寸等；利用有限元软件DEFORM-3D仿真分析了圆柱斜齿轮在滚轧成形过程中金属的流动规律和等效应变场。     

精锻齿轮坯缺陷分析及工艺改进

分析了高速镦锻机生产的齿轮坯的折叠缺陷。利用DEFORM-3D软件对原始热锻工艺进行了数值模拟,分析了镦粗、预锻的折叠角、温度和等效应变。结果表明:折叠缺陷是坯料高径比太大、锻压速度过低引起的。通过改进工艺参数,模拟和实验均获得了无缺陷齿轮坯。     

圆柱斜齿轮精锻成形数值模拟与试验研究

为探索圆柱斜齿轮精锻成形的新工艺,针对某一参数的圆柱斜齿轮,采用浮动凹模的工艺方案,对其进行数值模拟与物理试验。分析不同压下量下,斜齿轮的成形效果和脱模过程中的速度场、等效应变场,并与传统的闭式挤压成形进行对比。结果表明,圆柱斜齿轮采用浮动凹模的成形工艺较采用传统工艺,载荷下降约30%,脱模时,锻件齿形在模腔内沿螺旋方向做刚性平移运动,齿形几乎不产生塑性变形。为进一步研究圆柱斜齿轮精锻成形工艺提供了参考。     

基于数值模拟的转向节挤压工艺优化

根据转向节的形状特点,分析并概述了其成形过程的金属流动特性和现有成形工艺存在的不足.将现有的自由锻制坯改进为挤压制坯.提出了一种新的成形方案为:下料—加热—摔杆—挤压制坯—预锻—终锻.应用三维有限元模拟软件Deform对转向节成形过程进行了数值模拟.针对杆部的折叠缺陷,分析其产生原因,提出增强法兰盘结构强度的解决方案,对挤压下模进行了改进.结果表明,所得终锻件各部位充填饱满、飞边均匀且无折叠缺陷.     

连杆复合型锻造折叠缺陷分析及质量控制研究

通过对连杆锻造折叠缺陷产生的类型、机理、原因、条件和时段等分析研究可知:连杆回流和汇流复合型锻造折叠缺陷是极为罕见和特殊的,是由"汇流折叠缺陷"为主和"回流折叠缺陷"为辅对接复合形成的,只有在连杆制坯坯料形状与尺寸不合理、制坯坯料在预锻模膛中放置位置不合理、预锻模膛形状与尺寸不合理、预锻模膛与终锻模膛匹配结构不合理、预锻成形打击力不合理、锻模导向功能失效等6种极端不利因素同时存在的条件下,才具有产生该缺陷的可能性。通过对连杆锻造工艺过程、锻造首锻过程、锻造尾锻过程和锻造全程管理过程等进行有效的适时化与精细化质量控制,最终可获得既满足锻造成形要求又满足高可靠性要求的大功率柴油机连杆锻件。     

基于BP神经网络和遗传算法的齿轮坯预锻件多目标优化设计

在齿轮坯多工位锻造生产中,齿轮坯预锻件的设计直接影响到终锻时金属流动、锻模型腔的充满情况、锻件质量和模具寿命.本文利用BP神经网络处理高度非线性问题的特点,建立了预锻件尺寸和终锻成形力、终锻最大模具应力之间的网络模型,再结合遗传算法的全局寻优功能,确定了在终锻成形力最小以及终锻最大模具应力最小时的最佳的预锻件形状和尺寸.     

齿轮冷精锻成形工艺的研究

研究了直齿圆柱齿轮的冷精锻过程，分析了毛坯形状、模具结构等因素对齿轮成形的影响。结果显示：大模数、高厚度的圆柱直齿轮室温精锻成形的关键是齿腔的完全充满，改变毛坯的形状对齿轮的填充性影响不大，通过改进模具结构可以在适当的变形力下，保证齿腔的填充。     

轿车直齿圆锥齿轮冷精锻试验研究

根据某轿车行星齿轮零件设计了冷精锻工艺。分析了几种轿车直齿圆锥齿轮冷精锻模具结构以及两种坯料形状对成形的影响，得到了冷精锻轿车直齿圆锥齿轮过程中工艺参数和模具结构对零件成形的影响规律，解决了冷精锻齿轮工艺中的一些问题。     

Controlling Flow Instability in Straight Spur Gear Forging Using Numerical Simulation and Response Surface Method

Workability domain without the onset of flow instability was developed by numerical simulation and response surface method(RSM) for complex-shaped straight spur gear forging. The processing map of AZ31 B alloys was calculated from flow stress curves and then integrated with the finite element model to simulate the distribution of flow instability in the straight spur gear undergoing isothermal forging process. Occurrence of flow instability depends on forging temperature, punch velocity and billet reduction. Taking forging temperature and punch velocity as design variables, while billet reduction as response variable, RSM of workability domain was established. Analysis of variance indicates that forging temperature is the most significant factor determining the appearance of flow instability in the forged gear. Flow instability is easier to take place at lower temperatures of 250 and 300 °C in the early stage of forging but at higher temperatures of 350 and 400 °C in the later stage of forging, which is attributed to different deformation mechanisms and dynamic recrystallization behaviors at different temperatures or deformation levels. Meanwhile, increasing punch velocity further reduces the workability of the forged gear.Four different processing paths were chosen to carry out the gear forging trials. Visual observations and metallographic examinations demonstrate that the developed workability domain contributes to optimization of forging parameters.     

从动螺伞齿轮精锻工艺与试验

精锻方法成形螺伞齿轮与机加工齿轮相比具有力学性能好、寿命长、材料利用率高等优点.本文开发了一种采用“镦粗—预锻—冲孔—终锻”流程成形从动螺伞齿轮的热精锻工艺方案,针对该工艺方案设计了中心分流的闭式精锻模具,利用有限元分析软件Deform-3D进行工艺流程数值模拟,得出填充情况、成形载荷、齿廓纤维流向等重要信息.在1000 t离合器式螺旋压力机上试制出直径为165mm的螺伞齿轮锻件,验证了工艺方案的可行性及有限元模拟的正确性,为螺伞齿轮精锻成形批量生产提供了借鉴.     

差动伞齿轮高速冷模锻工艺及模具设计

叙述了差动伞齿轮新旧模锻工艺过程。设计冷模锻锻件图、计算毛坯尺寸、选择变形速度、验算许可变形程度、拟制毛坯制坯处理。介绍了差动伞齿轮高速冷模锻的模具结构。文末提出了模具设计的关键问题。     

直齿圆锥齿轮精锻成形工艺数值模拟研究

齿轮锻造成形是一个复杂的塑性大变形过程.传统的理论分析方法难以很好地分析其复杂的成形过程及成形规律,而有限元数值模拟可以弥补这一不足.通过基于刚塑性/刚粘塑性有限元方法的计算机模拟对直齿圆锥齿轮的温锻和冷锻过程进行了分析,对两成形方法中的模具载荷、应力和应变分布及温度场分布进行了比较.结果表明,温锻成形具有成形载荷小、应力数值小、温度分布均匀等优点.进行了相应的温锻工艺试验研究,为温锻成形技术在工业生产中的应用提供了理论依据.     

螺旋锥齿轮摆辗工艺研究

螺旋锥齿轮形状复杂,齿线长而弯曲,不易通过常规方法加工.摆辗作为一种新的塑性成形螺旋锥齿轮的方法,克服了精密模锻成形力过大的困难.基于有限元的方法,本文对螺旋锥齿轮摆辗成形过程进行研究,分析了成形各阶段的变形与载荷特性;针对摆辗最后阶段飞边面积较大、载荷过大的特点,提出了摆辗摆头改进的方法,减少了飞边面积,从而使得成形力减少了1/3;通过铅试件成形验证了摆辗螺旋锥齿轮成形过程,说明了摆辗螺旋锥齿轮是可行的.     

螺旋伞齿轮闭式精锻模设计

介绍了螺旋伞齿轮闭式精锻新型模具结构,该模具采用浮动凹模和浮动模芯结构,锻件在2个凹模和2个模芯形成的封闭模腔中成形,生产的锻件无飞边。工艺试验表明:新型模具可显著降低锻压变形力、材料消耗和生产成本,提高了模具寿命和生产效率。     

新型圆柱齿轮精锻模

提出了圆柱齿轮新型精锻模和挤压模结构 ,论述了齿轮精锻模齿形设计和加工方法。用新型精锻模在摩擦压力机上一次锻击 ,使圆柱齿轮完全成型 ,锻件无飞边。齿轮锻件经过退火和表面清理 ,用新型挤压模在液压机上挤压精整 ,显著提高了精锻齿轮精度和精锻模寿命     

直齿圆锥齿轮精锻工艺及模具设计

分析了直齿圆锥齿轮的精锻工艺,指出了制订锻件图、选择毛坯尺寸及确定变形力的要点,论述了精锻模结构及模具使用应注意的问题。