直齿圆柱齿轮精锻成形工艺及三维有限元模拟

本文在齿轮分流锻造法的基础上 ,提出了闭式模锻———向内分流法两步成形的直齿圆柱齿轮的精锻工艺方案。采用三维刚塑性有限元法模拟了此工艺的成形过程 ,并且和传统的闭式模锻工艺进行了比较分析。从模拟结果可以看出 ,两步成形工艺不仅工作载荷低 ,而且齿形充填良好 ,是适用于直齿圆柱齿轮精锻的有效工艺方案。     

约束分流精锻成形直齿圆柱齿轮

基于约束分流原理,以某厂生产的减速小齿轮为例,采用数值模拟和物理试验相结合的方法,对直齿圆柱齿轮精锻成形工艺进行了深入研究。通过分析小芯棒约束分流和凸缘分流两种方案下坯料孔径的大小对直齿圆柱齿轮成形过程的影响,确定出可以改善充填性与降低工作载荷的最佳工艺方案:浮动凹模下坯料尺寸为直径38 mm、孔径16 mm、高度27.3 mm的小芯棒约束分流与固定凹模下坯料尺寸为直径38 mm、孔径18 mm、高度25.5 mm的凸缘分流。由小芯棒约束分流浮动凹模形式下的力-行程曲线可知,试验结果与有限元数值模拟结果能很好地吻合。     

带毂直齿圆柱齿轮精锻的计算机模拟

此文利用上限法建立带毂直齿圆柱齿轮精锻过程的数学模型，并利用该模型对带毂直齿圆柱齿轮精锻过程中坯料外形尺寸和力－行程曲线进行了计算机模拟。对所得结果作了实际校核。实验结果与模拟结果吻合得较好，证明此文所建立的数学模型和模拟方法是可行的。     

直齿圆柱齿轮精锻过程的三维刚塑性有限元模拟

对空心直齿圆柱齿轮的精锻成形过程进行三维刚塑性有限元模拟。通过有限元模拟分析，深入揭示直齿圆柱齿轮精锻过程的金属流动规律和变形力学特征，对直齿圆柱齿轮精锻工艺和模具设计具有重要的指导意义。     

基于三维有限元模拟的直齿圆柱齿轮精锻新工艺方案设计

通过对中心分流法两步成形直齿圆柱齿轮不同模具形状参数的数值模拟，确定了模具的最佳形状尺寸参数。由数值模拟和试验研究的结果可知,新工艺改善了材料的填充性能，降低了成形载荷，是适用于直齿圆柱齿轮精锻成形的有效工艺方案。     

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。     

用实心坯料冲挤精锻直齿圆柱齿轮的计算机模拟

本文利用有实验根据的变形流动模式建立动可容速度场 ,利用上限法模拟用实心坯料精锻直齿圆柱齿轮时坯料的外形尺寸变化和力—行程曲线 ,所得结果与实验测定值很一致 ,可供冲挤精锻工艺设计参考。     

直齿圆柱齿轮精锻工艺方案的研究

列举了１１种可用于精锻大厚度直齿圆柱齿的精锻工艺方案,通过模拟实验从齿形充满和所需变形力等方面的进行比较,分析了各种方案的优缺点和可推广应用的条件,为直齿圆柱齿轮精锻工艺研究提供了可靠的实验根据。     

直齿圆柱齿轮精锻模设计

提出了一种直齿圆柱齿轮精锻工艺,以此为基础进行了模具结构设计,并介绍了模具的特点。     

直齿圆柱齿轮冷精锻新工艺数值模拟研究

提出了一种由空心坯成形直齿圆柱齿轮的新工艺：预锻分流区-分流终锻，用三维有限元数值模拟软件DEFORM-3D^TM进行了数值模拟研究，得到了锻造载荷-行程曲线以及整个成形过程的应力、应变、速度分布等，并与传统的闭式镦挤工艺模拟的结果进行了比较。分析表明．此工艺与传统的闭式镦挤成形方法相比有诸多优点，为该新工艺的工业化应用奠定了理论基础。     

直齿圆柱齿轮精锻工艺

直齿圆柱齿轮精锻工艺是一种生产直齿圆柱齿轮的少无切削加工工艺,包括冷精锻工艺、热精锻工艺等。该工艺及其基础理论是各务学普遍关注的研究课题。本综述了国内外直齿圆柱齿轮精锻工艺的研究概况,分析了齿轮精锻工艺目前存在的问题和今后的发展趋势。     

直齿圆柱齿轮精锻力的上限解

利用上限法,由有实验根据的变形流动模式设计了直齿圆柱齿轮精锻终了时的动可容速度场,获得了实验结果吻合较好的上限解,表明所建立的动可容速度场是可行的．     

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。     

圆柱直齿轮冷精锻模具工装设计

为将圆柱直齿轮冷精锻技术应用于实际生产,提出了齿腔分流工艺,并为该工艺设计了专用模具工装。通过有限元模拟校核了模具关键零件的强度,并采用20CrMnTi坯料进行实验研究,验证该工艺方案及模具结构的合理性。结果表明,齿腔分流工艺能很好地成形出20CrMnTi齿轮锻件;模具结构合理,满足生产强度要求,出模容易。     

基于凹模强度的圆柱直齿轮温精锻工艺分析

运用三维刚塑性有限元计算软件Defrom-3D,对直齿圆柱齿轮温精锻成形过程进行模拟和变形抗力计算;将模腔充满度为99%时的单位成形力作为凹模载荷,利用Lame公式对组合凹模进行应力计算,比较了几种不同凹模结构对凹模受力的影响。     

直齿锥齿轮精锻模具和电极齿形设计

提出了直齿锥齿轮精锻模具和电极齿形的设计方法,从而显著地提高了模具齿形火花加工效率和加工精度。     

基于分流法的圆柱直齿轮冷精锻成形工艺研究

针对圆柱直齿轮冷锻的载荷大、充填性能差等技术难题,提出了齿顶分流工艺和上齿端分流工艺。结合浮动凹模技术,采用数值模拟与物理试验相结合的方法,对2种工艺进行分析研究。结果表明：上齿端分流工艺不能有效地改善齿形棱线部位的充填性能,而且载荷降幅不大,不能完全避免充填最后阶段载荷的急剧上升;齿顶分流工艺不仅可以有效地改善角隅棱线部位的充填性能,而且载荷得到了极大的降低,完全避免了载荷曲线的急剧上升。     

直齿圆柱齿轮精锻模具齿形设计

导出了当量线膨胀率计算公式,提出了渐开线齿廓线膨胀定理和推论,论述了齿轮精锻模具齿形参数的计算方法。     

圆柱直齿轮精锻成形毛坯体积的工程计算

提出了一种齿轮横截面积的工程计算方法,与CAD法提出的齿轮横截面积精确算法的计算结果相比其相对误差不大于1%,公式简单,使用方便。通过此算法计算齿轮的体积,运用Pro/E软件构造齿轮实体,对计算结果进行校核,其相对误差也在1%以内。把此算法作为确定毛坯体积的依据进行了试验验证,经检测最终所得到的齿轮锻件几何尺寸满足要求。结果表明,此算法计算精度高,完全符合工程需要,是一种值得推广的工程算法。