直齿圆锥齿轮双向镦挤精密成形工艺的数值模拟研究

基于挤压成形提出了直齿圆锥齿轮的双向镦挤精密成形工艺。将传统的"闭塞挤压"中上、下凹模优化为整体式凹模,利用可增大镦挤面积的齿形结构设计上、下凸模。根据"有效摩擦"原理,利用有限元模拟软件DEFORM-3D对直齿圆锥齿轮的双向镦挤成形和单向镦挤成形进行了数值模拟。结果表明,采用双向镦挤成形直齿圆锥齿轮,有利于齿形填充,与其单向镦挤成形相比,双向镦挤的上、下凸模载荷分别降低了55.6%和32.0%。通过物理试验对该方法的可行性进行了验证,成形出了无飞边、齿形充填饱满、轮廓清晰、无折叠、开裂等缺陷的直齿圆锥齿轮。研究结果可为直齿圆锥齿轮高效、节能、节材的近净成形技术提供参考。     

斜齿圆柱齿轮双向镦挤精密成形新工艺研究

为了克服斜齿圆柱齿轮(简称斜齿轮)现有工艺存在的模具结构复杂、成形力大等不足,在直齿形状凸模双向镦挤成形斜齿轮的基础上提出了斜齿凸模和无齿凸模双向镦挤两种成形方案。分析了不同成形方案下,端面摩擦力对载荷的影响。利用有限元模拟软件Deform-3D分别对三种成形方案进行了数值模拟。结果表明,采用无齿凸模镦挤成形斜齿轮在载荷及模具结构方面优于齿形凸模镦挤成形,其中无齿凸模双向镦挤较直齿凸模双向镦挤,最大载荷降低约25%;无齿凸模双向镦挤较斜齿凸模双向镦挤,最大载荷值降低约35%;无齿模具加工制造更容易,成形等效应力远小于模具材料许用应力。     

扩隅凹模精密成形直齿圆柱内齿轮试验研究

为解决内齿轮塑性成形工艺中存在的角隅填充困难及成形力大等问题,在已有的扩腔凹模成形柱形齿轮的研究基础上进一步探索直齿圆柱内齿轮的扩隅凹模精密成形工艺。以模数为3 mm,齿数为18,外径为Φ80 mm的直齿圆柱内齿轮为研究对象,利用DEFORM-3D有限元软件和设计制作的试验模具对新成形工艺进行了数值模拟和物理模拟试验研究,初步探讨了扩隅空间几何参数(扩隅斜角α、扩隅空间齿宽方向尺寸b和扩隅空间齿高方向尺寸h)对内齿轮成形效果的影响。研究表明,新工艺成形载荷较闭式模锻工艺可降低约70%;α或(b,h)值越大,镦压成形力越大,而顶出成形力越小,角隅填充更加饱满,当α或(b,h)值过大时,内齿轮下角隅产生废料,当α取8°～14°,b取(1/4～1/2)齿宽B,h取(1/4～1/2)齿高H时,可获得成形质量良好的内齿轮锻件。等效应力分布均匀,无应力集中,且在模具承受范围之内。物理模拟试验得到了齿形饱满、轮廓清晰且无折叠等缺陷的铅制齿轮,与数值模拟结果吻合良好。     

圆柱直齿轮温挤压精密成形工艺研究

采用温挤压精密成形技术，成功地研制出直齿圆柱齿轮零件，理论和实验证明，新工艺具有优质高效节材节能的特点，非常适合圆柱直齿轮，特别是大模数齿轮的精密成形。     

主动螺旋伞齿轮双向镦挤精密成形试验

为实现主动螺旋伞齿轮精密成形,并克服现有工艺存在的轮齿角隅填充欠饱满、模具结构复杂、成形力大等不足,根据"积极摩擦"原理采用了一种双向镦挤闭塞模锻新工艺。以一种齿数为10的主动螺旋伞齿轮为研究对象,分析了成形工艺特点并创建了三维模型,利用Deform-3D对成形过程进行数值模拟,得到载荷-行程曲线,结果表明,变形过程可划分为自由变形、大变形、充满3个阶段。与单向镦挤对比,双向镦挤的大、小端载荷值分别降低了14%和30%;并对所获等效应力、等效应变等信息进行了分析,为模具设计优化提供了依据。通过物理模拟试验,得到了无飞边、齿形充填饱满、轮廓清晰、无折叠和开裂等缺陷的铅质主动螺旋伞齿轮。     

直齿轮冲挤——镦挤成形过程数值模拟分析

针对直齿轮精锻成形工艺存在齿形充填困难和成形载荷大的两个问题,本文采用三维有限元分析软件DEFORM-3D对浮动凹模形式下,直齿轮冲挤—镦挤成形过程进行了数值模拟。通过分析金属材料内部的应力场、应变场的分布,挤压载荷和温度的变化,以及工艺参数对成形过程的影响,认为采用浮动凹模结构不仅有利于齿腔角部金属的充满,还可以极大地降低金属在成形终了阶段的变形力,从而为直齿轮精锻成形工艺的实用化提供了理论指导。     

摩托车启动齿预制坯镦挤复合成形工艺研究

通过改变摩托车启动齿预制坯连皮位置,设计了两种镦挤复合成形方案,同时成形凸台和内孔.借助有限元分析软件Deform-3D模拟了摩托车启动齿预制坯的成形过程,分析比较了两种方案中金属流动规律.仿真结果显示,连皮位置设计在圆筒中部时,零件成形质量较高,成形力较小.工艺试验表明,试验结果与数值模拟结果一致.     

齿轮温挤精密成形工艺数值模拟

为了降低齿轮的成形力,在研究闭式镦挤成形齿轮法的基础上,提出了一种新的直齿圆柱齿轮温挤径向导流——约束分流两步成形工艺方案,采用三维大变形弹塑性有限元法对以闭式镦挤和以温挤径向导流——约束分流两步成形方式的成形情况进行了数值模拟分析。得到了新工艺成形过程的应力分布图以及载荷——形成曲线。数值分析结果表明：约束分流成形与闭式成形相比可明显降低成形力,有利于金属的流动,保证了齿形充填良好,改善模具受力条件,提高成形工件的质量。     

直齿圆柱齿轮镦挤精锻模拟

在总结各种直齿圆柱齿轮精锻工艺的基础上 ,设计了一种直齿圆柱齿轮镦挤精锻工艺和模具 ,并进行了实验和上限模拟。实验模拟证明采用该工艺可以获得满意的直齿圆柱齿轮锻件 ,并表明在变形过程中坯料芯部存在一轴对称变形区。上限模拟通过所设计的简便精确的动可容速度场 ,获得了变形力和轴对称变形区的变化规律。两种模拟结果较为吻合。     

花键离合齿轮镦挤复合成形

对花键离合齿轮外形尺寸进行了工艺分析，选择镦挤复合成形工艺，制订了零件冷挤压件图及镦挤工艺流程，对镦挤变形程度进行校核，计算了最大挤压吨位，并介绍了镦挤模具的结构特点。     

圆柱直齿轮精锻成形工艺仿真及试验

圆柱直齿轮精锻是一种极具开发前景的新工艺、新技术,坯料经过塑性成形获得完整的齿形,且齿面无需后续加工或仅需少许精加工即可满足使用要求。以齿数为18,模数为2.5的带孔小齿轮为例,基于浮动凹模原理,试验得到了精锻成形时金属的流动规律,结合利用有限元仿真软件DEFORM-3D数值模拟的结果,分析连皮位置的改变对圆柱直齿轮精锻成形过程的影响,获得了较佳的连皮位置,认为当冲孔连皮的位置处在成形齿轮件的中上部时,齿轮充填性较好;数值模拟结果也表明,摩擦、挤压速度、冲头圆角半径等参数对成形力有较大的影响。     

大模数圆柱直齿轮温锻成形工艺优化

使用有限元软件对大模数直齿轮的温锻工艺进行了数值模拟,分析了直齿轮温锻工艺中的金属流动规律,发现大模数直齿轮温锻的主要缺陷为齿形填充不饱满,成形载荷过大。针对温锻工艺问题,引入约束分流的设计思想,对直齿轮温锻成形工艺进行了优化设计;模拟后发现通过改变模具的几何形状可改善金属的塑性流动,保证齿形充填完整。因此,提出了折线型凸模端面,并结合约束轴分流工艺,确定了合理的直齿轮温锻工艺。     

螺旋矩形内齿热挤成形工艺

通过对螺旋矩形内齿成形特点的分析，确定采用热挤压工艺成形该零件，介绍了毛坯制定、加热工艺及设备、挤压设备选择、模具设计、润滑与冷却等整个工艺过程、并对采用普通压力机进行热挤压成形进行了计算与分析。     

螺旋矩形内齿热挤成形工艺

通过对螺旋矩形内齿成形特点的分析，确定采用热挤压工艺成形该零件。介绍了毛坯制定、加热工艺及设备、挤压设备选择、模具设计、润滑与冷却等整个工艺过程，并对采用普通压力机进行热挤压成形进行了计算与分析。     

冷挤压成形工艺对圆柱直齿轮成形精度的影响

为了充分利用精密塑性成形技术原材料利用率高、生产易于实现自动化、产品质量好的优点,对圆柱直齿轮进行冷挤压成形,并通过有限元数值模拟方法研究了各种工艺参数对圆柱直齿轮挤压成形精度的影响。结果表明,入模角和毛坯直径是影响齿轮成形精度最为重要的两个因素。     

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.     

直齿圆锥齿轮温锻成形工艺数值模拟研究

通过基于Pro/Engineer的参数化设计和刚塑性/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过程进行了分析,揭示了圆锥齿轮闭式锻造成形过程中的充形情况以及温度场和应力场、应变场,为齿轮温锻成形技术在工业生产中的应用提供有效参考.     

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.     

异形封头锻件镦挤成形工艺研究

在对某异形封头锻件结构进行分析后,选择模内镦挤成形方式,提出了模具的设计思路。利用Deform-3D软件对此异形封头锻件进行模内镦挤成形模拟,通过优化成形前坯料形状尺寸来满足成形力要求。结果表明,模具结构形式设计合理,坯料形状尺寸优化能够满足成形力要求。