直齿圆柱齿轮双向镦挤精密成形工艺对比研究

为实现直齿圆柱齿轮精密成形,并克服传统工艺存在的成形力大、模具结构复杂等一些不足,在已有齿形凸模双向镦挤成形直齿圆柱齿轮的基础上提出了另外2种改进的成形工艺,分析了不同成形工艺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3种成形工艺进行了数值模拟研究,并提出了一种优化的成形新工艺——无齿凸模双向镦挤精密成形.结果表明:采用无齿凸模镦挤成形直齿圆柱齿轮在载荷及模具结构方面优于有齿凸模镦挤成形,其中,无齿凸模双向镦挤较有齿凸模双向镦挤,上、下凸模载荷下降约55%;无齿凸模双向镦挤较非对称凸模双向镦挤,上、下凸模载荷分别下降约50%、38%;无齿模具加工制造更容易,强度更高;新工艺的等效应力最大值为3种方案中最小,而且等效应力变化正常,无破坏现象出现.对优化后的成形工艺进行了试验研究,得到了齿形轮廓清晰、充填饱满、无折叠、开裂等缺陷的铅质试件,试验结果与模拟结果基本吻合.     

正列密集方形凸包件啮辊胀形数值模拟

通过提供单元凸、凹模的设计要点,使用Deform-3D软件对板料进行模拟分析,在长度为100 mm、宽度为130 mm、厚度为1 mm的塑性板料上,尝试模拟成形5列4排(纵横对正)、边长b=10 mm、高度h≤3.5 mm的正列密集方形凸包件。从啮辊胀形装置、凸包尺寸参数两个方面进行模拟研究,首先论证了压料框的必要性,再通过设定压料框送进速度v、凸包高度h和凸包间距s,依次进行数值模拟试验。结果表明,工件会出现平面拱起、凸包圆角边缘破裂等问题。其中,h对工件质量的影响最大,当h小于一定值时,工件未出现拱起现象且不发生破裂,成形质量良好;改变v也有利于改善工件的破裂问题,但仍存在拱起现象,最小的拱起高度为0.292 mm;s对工件成形质量的影响最小,无明显变化。     

主动螺旋锥齿轮双向对挤高效精密成形新工艺

根据主动螺旋锥齿轮形状特点和成形工艺要求,提出一种新的成形工艺:双向对挤高效精密成形。数值模拟结果表明新工艺成形主动螺旋锥齿轮过程中齿型腔可以均匀、顺利的完成填充,所成齿形良好,无明显缺陷出现。载荷-行程曲线变化正常,变形过程可大致划分为3个阶段:自由变形、充满和角隅充填。与传统的单向闭塞模锻、单件成形工艺的载荷-行程曲线对比,载荷值降低了18%。等效应力在模具承受范围内,无破坏现象出现,证明材料流动性较好、新工艺可行。通过物理模拟实验,得到了齿形轮廓清晰、充填饱满、无折叠、无开裂等缺陷的铅质试件,实验结果与模拟结果基本吻合。