汽车差速器锥齿轮的温锻制坯/冷摆辗成形加工技术研究

为提高差速器锥齿轮的齿部强度和静啮合特性,达到少无切削加工及大批量生产的目的,采用温锻制坯、锻件余热退火与冷摆辗成形相结合的精密成形工艺生产差速器锥齿轮精锻件;对变形程度的分配、成形工艺参数的选择、高精度冷摆辗模具的设计与加工等关键技术问题进行了分析。结果表明,采用该工艺生产的差速器锥齿轮精锻件,较好地解决了差速器锥齿轮制造过程中存在的齿轮精度差、齿部强度低、模具寿命低、设备投资大等问题,为提高差速器锥齿轮的国产化率、减轻差速器的重量进而减轻汽车的自重等奠定了技术基础。     

准双曲面齿轮冷摆辗加工多目标工艺优化分析

根据抗疲劳制造要求和准双曲面齿轮的齿形特点,提出一种专用的冷摆辗加工方案。用正交数值模拟方案,通过数值模拟研究了工艺参数对模拟指标即摆辗成形力和齿面最大回弹量的影响规律,得到各因素在一定变化范围内较优的工艺参数组合,并对模拟结果进行了回归分析和相关性检验。研究结果可为实际生产中的工艺设计提供一定的参考价值。     

带肋板齿轮坯闭式热精锻成形工艺的数值模拟改进

针对某带肋板齿轮坯在原闭式热精锻成形工艺方案下充填不饱满的问题,借助Deform-3D软件模拟锻造成形过程中的金属流动情况,得出成形锻件在原工艺方案下不能充满的原因,在此基础上进行了工艺改进,并进行了试验验证。结果表明:原工艺因变形量过大,打击能量消耗过快,导致成形后期打击力不足,金属不能充满模具型腔;提出了增加预锻工序的改进闭式热精锻成形工艺,数值模拟结果显示改进工艺下的锻件充填饱满,未见锻造缺陷;试验结果与数值模拟结果吻合度较高。     

半轴锥齿轮冷摆辗精密成形技术研究

通过对汽车半轴锥齿轮冷摆辗精密成形技术进行研究,重点剖析了半轴锥齿轮毛坯的锻造工艺、冷摆辗成形工艺参数的选择、模具结构设计、金属切削加工和表面最终热处理等一系列关键技术,结果表明,采用冷摆辗精密成形技术的半轴锥齿轮具有精度高、强度高、啮合性能好,齿轮模具寿命长,材料利用率高,生产成本低等优良性能.     

基于数值计算的近净成形直齿锥齿轮齿形精度控制方法

针对塑性成形的直齿锥齿轮齿形精度不高、修形考虑不足的问题,提出了一种基于数值计算的近净成形齿形精度控制方法,并详细描述了其工艺流程。以轿车差速器行星锥齿轮为对象进行应用研究,进行了直齿锥齿轮的数字化建模、接触分析、塑性成形工艺有限元仿真和回弹计算。结果显示,在齿高方向上,回弹最小在鼓形处,往齿顶和齿根方向回弹量逐渐增大,接近齿顶处达到最大回弹0.14mm。对模具型腔进行了二次修正的精度控制,使齿形偏离理论修形齿面的值降到-0.025mm以下。研究结果表明,采用该方法能够获得具有较高齿形精度的直齿锥齿轮产品。     

浮动凹模对带六边形孔的圆柱直齿轮冷精锻的影响

以带六边形通孔的直齿轮为例,通过有限元仿真软件DEFORM-3D对直齿轮冷精锻的几种浮动凹模工艺进行数值模拟,分析了浮动凹模工艺(凹模和上凸模以相同的速度下行)、浮动凹模配合轴分流工艺和浮动凹模预锻+浮动凹模轴分流终锻两步成形三种工艺的充填情况和载荷大小。研究结果表明,采用浮动凹模工艺锻件的充填情况较好,但是成形载荷较大;采用浮动凹模配合轴分流工艺,不仅齿形充填效果较好,而且能有效地降低成形载荷;采用浮动凹模预锻+浮动凹模轴分流终锻工艺的齿形充填效果较好,能显著地降低成形载荷。     

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。     

大模数直齿轮热轧成形仿真与实验

采用热轧工艺对大模数直齿轮的成形过程进行了研究。利用Solid Works和Deform-3D软件建立了大模数直齿轮热轧成形的热机耦合有限元模型,通过将工件转速转换为轧辊公转成功实现了齿轮的热轧成形过程。对模数5,齿数61直齿轮成形进行仿真,获得了金属位移流动规律、齿部折叠角、温度场分布及等效应变分布规律;通过设置追踪点,分析了齿形部位的金属流动规律;预测了径向轧制力变化规律,揭示了大模数直齿轮热轧成形机理。最后进行齿轮轧制实验,验证了大模数直齿轮热轧成形的可行性。     

直齿圆锥齿轮冷闭塞锻造数值模拟分析

轿车上的直齿圆锥齿轮尺寸精度与产品质量要求很高，难以采用常规的塑性加工技术成形。冷闭塞锻造技术是近年发展起来的精密成形技术。以捷达轿车差速器行星齿轮为例，对冷闭塞锻造成形过程进行了数值模拟，分析了成形过程中的金属流动充填规律以及力学量场分布情况，对数值模拟中的一些关键技术问题进行处理，并进行冷闭塞锻造工艺实验研究。结果表明数值模拟分析准确，冷闭塞锻造工艺与模具设计合理，液压模架工作稳定可靠。     

拖拉机半轴摆辗聚料成形工艺模拟实验研究

以拖拉机半轴的摆辗聚料成形工艺为研究对象,在Deform-3D模拟软件上完成实验。实验模拟拖拉机半轴在一次加热情况下,在摆辗机上完成相同进给速度,高径比分别为0.8、0.9、1.0时的坯料加工过程。通过分析其成形过程及不同位置的应力状态,选出在相同进给速度情况下的最佳高径比,其结果可以为该工艺的实际应用提供实验数据。     

基于deform的汽车半轴摆动碾压工艺优化

本文以汽车半轴的摆辗成形工艺为研究对象,探究了摆辗工艺在半轴生产领域的应用情况,介绍了摆辗工艺的成形原理和成形特点。并设计了两种半轴坯料方案,确定三种不同的进给速度作为工艺优化的参数,使用有限元方法对不同参数下的成形情况进行了数值模拟,通过深入分析各组数据,研究金属流动情况和锻件质量,有效预测锻件缺陷,最后在所有方案中选取了最优的工艺参数,完成了方案对比和工艺优化。     

齿轮类零件的冷摆辗成形及摆辗压力机

本文介绍了摆动辗压成形新工艺的基本原理，以及齿形零件的冷摆辗成形、设备和理论的研究概况，并以较多篇幅阐述了端面齿轮、伞齿轮等零件的冷摆辗精密成形，指明了用压力加工方法（特别是冷摆辗新工艺）加工精密齿形、节能节材是国内外的一种发展趋势。     

基于中频感应加热的热滚轧弧齿锥齿轮小轮工艺参数优化

基于有限元软件Deform-3D,建立弧齿锥齿轮小轮感应加热的电磁-热耦合数值模型,采用正交实验法对影响弧齿锥齿轮小轮"突耳"缺陷的初轧温度、摩擦因数、模具进给速度和轮坯转速关键工艺参数进行优化。选出最优工艺参数组合为:初轧温度950℃,摩擦因数0. 1,进给速度0. 2 mm/s,轮坯转速30 r/min。优化后,当滚轧成形过程进给3 mm时,突耳高度比例为20. 33%,对最优参数组合进行数值模拟验证,结果良好,为进一步的弧齿锥齿轮小轮滚轧成形实验开展提供了参考。     

锥齿轮冷挤压成形加工数值模拟研究

为了解决人工设计锥齿轮冷挤压模具过度依赖经验的问题,将数值模拟应用到锥齿轮模具设计中。设计了一套用于冷挤压加工锥齿轮的三层组合凹模,制定了相应的工艺措施,利用Deform-3D软件对锥齿轮的冷挤压加工过程进行了数值模拟,分析了加工过程中的载荷曲线、速度场、应力场和温度场,获得了有关锥齿轮变形规律的基本情况。研究结果表明,通过改善润滑条件、优化模具几何参数可以提高冷挤压加工锥齿轮的成形质量,并对锥齿轮冷挤压加工工艺流程定制、模具设计具有一定的指导意义。     

弧齿锥齿轮冷锻件尺寸精度的数值模拟研究

准确预测锻件的尺寸精度是冷锻弧齿锥齿轮研究的难点之一。提出了冷锻件尺寸精度的表征方法,结合有限元数值模拟预测了弧齿锥齿轮冷锻件的尺寸精度,并分析了润滑条件对冷锻件尺寸精度的影响。结果表明,该方法简单易行,能够有效地评价弧齿锥齿轮冷锻件的尺寸精度;当其他条件一定时,摩擦因子m越大,锻件的尺寸精度越低。     

弧齿锥齿轮小轮热滚轧成形工艺的数值模拟研究

采用有限元软件DEFORM-3D对弧齿锥齿轮小轮的热滚轧过程进行模拟,并对弧齿锥齿轮小轮热滚轧工艺进行了分析。模拟结果说明,该滚轧成形工艺可行。通过滚轧成形过程中等效应变场、等效应力场、温度场及载荷-行程曲线等物理量场的分析,获得了滚轧成形的工艺参数。     

大模数半轴齿轮温冷锻工艺精整量优化选择

针对大模数半轴齿轮温锻—冷精整工艺中冷精整量这一关键工艺参数,建立半轴齿轮冷精整有限元模型,采用有限元模拟软件DEFORM—3D对冷精整过程进行数值模拟,得到了冷精整过程中坯料的充填情况、等效应变分布和整形凹模的应力分布规律。结果表明,当整形量留在齿廓的时候齿形变形情况较为均匀,凹模受力较小,模具寿命较高。并采用冷精整工艺实验验证了冷精整过程数值模拟结果的正确性。研究结果对于大模数半轴齿轮冷精整量的优化选择,具有重要的指导意义和参考价值。     

基于预成形设计和分流技术的锻造螺旋锥齿轮工艺改进和试验

齿形充满不充分和成形载荷过大是螺旋锥齿轮锻造近净成形的主要问题。利用弹塑性有限元法模拟螺旋锥齿轮从动轮一火两锻的半闭式锻造过程,提出通过优化预成形件面锥形状以改善轮齿端角隅部位填充不满的现象,运用正交试验优化设计方法,确定预锻件高度、圆弧弦高、圆弧弦角以及圆弧高点离轮齿小端的距离4个工艺因素对轮齿充满程度和成形载荷的影响规律,选出最佳工艺因素组合。在此基础上提出在轮齿小端设计分流腔的模具结构,以进一步改善齿轮小端角隅充满不理想的现象,对比分析两种工艺方案的成形载荷的峰值,分流锻造成形载荷减小了22.45%。在25MN电动螺旋压力机上进行锻造试验。通过数值模拟和试验结果的对比分析,验证了新工艺方案的有效性。      

沟球断面环件冷辗扩三维有限元模拟与工艺设计

沟球断面环件冷辗扩是滚珠轴承套圈制造新工艺。以有限元软件Abaqus为平台,根据冷辗环机实际工作条件,建立从矩形断面毛坯冷辗扩成形沟球断面环件的三维弹塑性动力显式有限元模型。通过动力显式有限元数值模拟,研究沟球断面环件冷辗扩变形过程,揭示出该环件冷辗扩中直径增长和圆度变化规律。基于数值模拟结果,优化设计矩形断面环件毛坯尺寸和冷辗扩工艺参数。在D56G90冷辗环机上进行沟球断面环件冷辗扩试验,验证了数值模拟结果,并采用矩形断面环件毛坯成功冷辗扩出了沟球断面轴承套圈。     

基于有限元的半轴摆辗成形分析

本文以金属塑性成形原理为基础,研究了摆动碾压技术在半轴生产领域的应用,介绍了摆动碾压工艺的运动学原理。并通过有限元方法对半轴摆辗成形过程进行模拟分析,选取了合适的摆辗参数,通过改变摆辗进给速度,得出了在不同情况下半轴的成形情况及其变化规律。结合摆辗中的金属流动情况和应力分布情况,初步预测可能出现的锻件缺陷。将不同方案的成形过程和结果进行对比分析,选择出了摆辗成形效果较好的进给速度。