直齿轮精锻成形新工艺及试验研究

与精锻成形工艺相比,传统的切削加工方法加工直齿轮具有诸多弊端。而当前提出的闭式镦挤成形工艺载 荷过大,严重制约着精密成形直齿轮工艺的实用化。提出采用预锻分流区一分流终锻新工艺精密成形直齿圆柱齿 轮,设计了能够进行多种组合的精锻成形试验模具,并对空心管坯和实心圆柱坯进行了传统的闭式镦挤和新的分 流成形工艺试验,试验结果表明:与传统的闭式镦挤和现有的圆柱直齿轮成形工艺对比,提出的成形工艺工序简 单,终锻后齿形充填饱满,端面平整,而且成形载荷降低了37％以上,具有生产实用化的前景。     

基于径向分流和浮动凹模耦合法圆柱直齿轮冷锻成形数值模拟研究

利用径向分流和浮动凹模耦合工艺对大模数圆柱直齿轮冷锻成形过程进行数值模拟分析,得到了该齿轮在变形过程中金属的流动规律和变形机理。模拟结果显示采用此工艺成形圆柱直齿轮既可以成形出完整的齿形,又能够显著降低成形力。对生产实践具有指导意义。     

直齿圆柱齿轮的半精锻试验研究

本文比较了齿轮精锻工艺与半精锻工艺。分别用塑性泥和铅作模拟材料对直齿圆柱齿轮进行了半精锻试验，测定了精锻的变形载荷和锻件的顶出力，定量描述了锻件的充满程度。试验结果表明，采用浮动凹模设计，可改善模膛的充填性能，降低终锻变形力     

直齿圆柱齿轮的半精锻试验研究

本文比较了齿轮精锻工艺与半精锻工艺。分别用塑性泥和铅作模拟材料对直齿圆柱齿轮进行了半精锻试验，测定了精锻的变形载荷和锻件的顶出力，定量描述了锻件的充满程度。试验结果表明，采用浮动凹模设计，可改善模膛的充填性能，降低终锻变形力。     

直齿轮冷精锻齿端分流参数优化设计

采用数值模拟对直齿轮冷精锻呆用浮动凹模,以及浮动凹模．齿端上下分流两种工艺进行了对比分析。试验结果表明,浮动凹模一齿端上下分流可有效地降低工怍载荷,为该方案进一步优化设计奠定了理论基础。结合正交实验设计方法和数值模拟技术,以上下分流腔高、宽4个模具设计的关键参数作为设计变量,以成形时所需工作载荷最小为优化目标,对浮动凹模一上下齿端分流腔工艺进行了参数优化。     

某型号行星齿轮冷闭塞精锻成形工艺分析

采用数值模拟和物理实验相结合的方法开展了差速器行星齿轮闭塞式冷成形工艺研究,深入分析了变形过程、金属流动场、成形载荷等,并基于浮动凹模技术设计了三层组合凹模结构。模拟结果表明：金属首先充填小端齿形,且大端齿顶溢流槽的存在显著改善了成形末期金属的流动状态,相比无溢流槽时总成形载荷由9550kN减小至5576kN,合模力减小50.72%,仅为2464kN。最后,进行实验试制,所得齿轮齿形充填完整,表面光洁,无需机加工,成形质量较好。     

采用波形端面凸模的齿轮精锻工艺优化

采用数值模拟和物理试验相结合的方法，对直齿轮精锻工艺进行了分析。试验结果既说明此工艺方案可行，也验证了数值模拟的可靠性，为该工艺方案的优化设计奠定了基础。结合正交试验设计方法和数值模拟技术，以分流角、凸模成形角、反向凸模成形角和分流距4个模具设计的关键参数作为设计变量，以成形时所需工作载荷最小为优化目标，对工艺方案进行了优化。最后引入浮动凹模设计的思想，模拟了采用浮动凹模结构的优化方案的成形过程，采用浮动凹模的优化方案与传统方案和优化方案的模拟结果的对比分析发现，采用浮动凹模可以进一步降低工作载荷。     

齿轮冷精锻工艺预锻模具齿形优化设计

在直齿圆柱齿轮两步成形冷精锻工艺中 ,预锻模具齿形设计对改善材料填充性能 ,降低成形载荷具有重要意义。本文采用正交试验法与数值模拟技术相结合的方法 ,来解决预锻模具型腔优化设计问题。选取了描述预锻模具几何形状的 3个参数作为影响因素 ,以预锻终锻总载荷值为指标 ,通过有限元模拟分析来获得虚拟试验结果 ,最终确定预锻模具型腔几何形状参数的最佳值 ,为提高齿轮精锻成形质量提供有效依据。     

圆柱斜齿轮浮动凹模冷挤压成形仿真与实验研究

采用浮动凹模冷挤压成形工艺,对螺旋角不同的同一型号圆柱斜齿轮进行了数值模拟与实验研究。分析了成形过程中金属的流动特点、成形载荷,并与传统工艺进行了比较。通过不同螺旋角斜齿轮的对比,探索了影响脱模后锻件精度的因素。结果表明:对圆柱斜齿轮采用浮动凹模冷挤压成形可有效降低成形载荷,且在脱模过程中齿轮锻件沿着齿形螺旋方向做刚性旋转运动,脱模后锻件可保持较高精度。研究成果为圆柱斜齿轮精锻成形工艺的深入研究提供了参考。     

TA15钛合金齿轮结构电流辅助微成形工艺研究

针对钛合金室温塑性差、高温成形模具易损坏、成形精度差等问题,提出了TA15钛合金微齿轮结构电流辅助微成形工艺.利用有限元模拟和实验相结合的方法,分析了浮动成形和分流孔直径对微齿轮电流辅助成形载荷和流动行为的影响规律.结果表明浮动成形降低了微齿轮的成形载荷并有利于齿形下端角的填充,中空分流时分流孔直径为2.3～2.5 mm成形载荷和坯料填充流动最佳.对微齿轮结构进行显微组织和成形性能分析,结果显示,齿形填充完整度较好,金属流线沿轮廓分布,齿面力学性能分布均匀,等轴组织基本被保持.     

新型减速齿轮塑性成形工艺研究

针对大模数拖拉机减速齿轮冷挤压时存在变形抗力大、齿腔充填困难、模具寿命低等技术难题,提出了在凹模齿腔深处设置分流型腔法,并结合浮动凹模技术,制订了挤压新工艺,试验结果显示,该工艺不仅能很好地提高充填性能,而且能降低载荷50%,提高了模具寿命。     

齿轮锻造金属流动规律分析及工艺改进

分析直齿轮锻造过程中的金属流动规律,为减小摩擦阻力和改善不均匀变形,提出径向刚性平移流动模式和轴向均匀流动模式的假设.基于刚性平移流动模式,提出直齿轮刚性平移终锻成形新工艺.通过对数值模拟和物理试验结果的分析,验证刚性平移流动模式假设的正确性;分析预成形齿高和摩擦因数两个关键工艺参数,对终锻成形载荷的影响进行分析,说明刚性平移流动模式的优势.采用不对称的模具设计,对新工艺作进一步改进,改善轴向不均匀流动的状况.最后提取终锻成形载荷峰值进行比较,发现新工艺有利于大幅度降低载荷.     

圆柱斜齿轮冷精锻成形工艺模拟研究

针对圆柱斜齿轮冷精锻成形的困难性,提出了两种成形工艺——圆柱形上凸模加载方式和直齿轮形上凸模加载方式。通过数值模拟的方式分别对这两种工艺进行了研究。结果表明,圆柱形上凸模加载方式不仅成形性差,而且模具单位压强过大;而直齿轮形上凸模加载方式配合上下齿端分流工艺,不仅角隅部位充填性能好,而且能极大地降低单位压强。另外,还提出了径向推力轴承式锻件出模方式。     

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。     

半轴齿轮热精锻模具改进

为实现节能节材省工，半轴齿轮和行星齿轮因其本身结构具有可锻性，其齿形部分的加工已采用精密模锻工艺取代传统的切削工艺。如图1所示。图1半轴齿轮简图半轴齿轮的齿数Z=24，m=5．4，主要工艺流程为：备料—预锻齿形—终锻齿形—切飞边—机加工（齿以外部分）—热处理—磨削至成品，在精锻工艺流程中，存在以下两个问题：1．终锻齿形过程中时常发生卡模现象。2．切飞边时容易切偏，造成废次品率较高。由于上述问题制约了精锻半轴齿轮的正常生产。一、原因分析1．卡模图2所示为终锻工序合模图，通常按照锻造工艺学原则，将水平分模面选在…     

基于分流法的弧齿锥齿轮冷锻过程的数值模拟

为了推动弧齿锥齿轮冷锻技术的实用化研究,提出了齿腔大端分流法,并采用刚塑性有限元方法对弧齿锥齿轮冷锻过程进行了分析。结果表明,与传统冷闭塞式模锻相比,采用齿腔大端分流法不仅能够保证锻件齿形充填良好,而且可以有效地降低成形载荷。锻件出模后仅需对背锥面进行少量磨削即可得到合格的齿轮零件。     

离合器内齿轮包挤压成形工艺及实验研究

研究了在离合器上使用的圆柱直齿内齿轮的加工工艺,与当前使用的冷挤压法成形工艺的比较表明,该工艺克服了冷挤压成型齿时载荷大,模具凸模磨损严重,使用寿命短的缺陷,解决了直接冷挤压成形内齿轮中的产品质量一致性不够好的问题,得到了齿形饱满,端面平整的内齿轮,而且成形内齿与预挤分开,使带齿模具凸模寿命可得到延长,具有生产实用化的前景。     

矩形花键冷挤成形的试验研究

本文对汽车后轿传动轴矩形花键采用冷挤成形工艺生产,进行了工艺分析。设计了矩形花键冷挤成形用齿形组合凹模。对花键采用冷挤工艺成形时的变形载荷、合理毛坯尺寸、花键齿形流动充填情况等,进行了试验研究。试验结果表明:用冷挤工艺生产的花键,表面粗糙度、尺寸精度均满足设计要求,是一种投资少、效率高的少无切削加工花键的先进工艺。本文以IVECO车和跃进车后桥传动轴的矩形花键冷挤成形为例,进行了冷挤组合凹模的设计,试验分析了花键冷挤成形工艺的变形特点。     

三开模块的互换性及其保证

在锻造双联齿轮和“工”字形盘形类零件锻坯时,通常采用预锻和终锻两次锻造工艺。即将棒料先预锻成“T”字形毛坯,再在三开模上终锻成“工”字形形状。三开模也就是锻造这类毛坯终锻成形的组合锻模,其结构如图1、2所示。在使用三开模终锻成形中,经常会遇到由于三开模块的互换性差,造成锻造毛坯表面有三条明显凸起的筋,甚至端面高低不平,外圆大小不一,严重地影响了锻坯表面质量,使锻坯尺寸达不到工艺要求,给机械加工带来困难。因此,如何解决三开模块的互换性问题对提高锻坯表面质量,提高劳动生产率,减少锻模损耗,降低产品成本,有极重要的意义。一、三开模块互换性分析三开模块的互换性有两种情况:一种是每副之中的三块互换;另一种是任意互换。解决了后一种情况,前者也迎刃而解了。为了解决三开模块的任意互换性问题,应先分析     

基于粒子群算法的冷挤压模具结构参数优化设计

针对石油射孔弹挤压件,对一次挤压成形和先预挤压再终成形两种工艺进行了对比,确定了合理的工艺方案,模具结构采用预应力挤压组合凹模。采用拉丁超立方方法,分别对预挤压和终成形的组合凹模的径向直径比和过盈系数进行了抽样,应用有限元方法对抽样所得的不同结构进行数值模拟,将所得模拟结果作为响应,建立等效应力与组合凹模结构参数的Kriging模型。以降低凹模内壁最大等效应力为优化目标,分别对预挤压和终成形两个阶段的组合凹模结构参数进行了优化分析。应用Kriging模型结合粒子群算法,在结构参数的变量空间内进行全局寻优,得到了各组合凹模最佳的径向直径比和过盈系数,确定出优化的组合凹模结构尺寸,为该挤压组合凹模的设计提供了定量的优化依据。