径向挤压直齿圆柱齿轮的上限分析

用上限法分析了径向冷挤直齿圆柱齿轮的成形过程，提出了一种动可容速度场，其对齿形渐开线部分未做简化。并运用这种速度场计算分析了摩擦，齿轮的齿数和模数对成形力的影响。     

直齿圆柱齿轮开放成形数值模拟

为了降低齿轮精密成形力,在对闭式镦挤成形齿轮分析的基础上,提出了直齿圆柱齿轮开放成形新方法,即开放式温镦挤-冷推挤复合成形工艺。用三维刚塑性有限元对闭式镦挤和开放成形两种直齿圆柱齿轮成形方法进行了数值模拟分析。结果表明,开放成形与闭式成形相比,可明显降低成形力,改善模具受力条件,提高成形工件的质量。并根据模拟所得载荷-行程曲线,计算出开放镦挤齿形变位系数为0.2时,成形力所作功最小,为“开放镦挤”齿轮凹模的设计提供了依据。     

一种直齿圆柱齿轮精密成形的金属流动

为阐明直齿圆柱齿轮两步精密成形新工艺"半隆埂预成形+劈挤终成形"变形过程中的金属流动规律,以模数为4、齿数为12、齿厚为30 mm的实体齿轮为研究对象,运用Deform-3D数值模拟软件的点追踪功能,进行正、反向追踪观察分析。结果表明:预成形过程中,坯料发生整体镦粗变形,径向半隆埂状起伏侧面容易获得;终成形过程中,沿周径向宽度不大的范围内发生连续局部变形,齿槽空间原有金属被推向两侧,齿槽底面来自坯料非表层,齿顶金属由预成形的齿埂侧面转移而来,轮齿及齿槽金属均发生了较明显的轴向位移,且齿顶位移大于齿根位移,后期,部分表层金属作为余料被剥离,既为实际应用提供了工艺补偿环节,又去除了容易脱碳的表层。该工艺借助于构造不太复杂的模具和简单的模具动作,得到了清晰、饱满的轮齿及齿槽。     

直齿圆柱齿轮浮动凹模冷闭式镦挤成形数值模拟分析

结合齿轮浮动凹模锻造和分流锻造技术,提出了一模两击式直齿轮冷闭式镦挤新技术,即先进行环形坯料带活动芯轴的镦挤预锻,后进行无芯轴空心分流终锻的两步成形工艺.并通过DEFORM-3D数值模拟分析和比较,验证了该技术能解决成形力过大和齿形充不满等缺陷,是适用于直齿圆柱齿轮精锻的有效工艺方案.     

直齿圆柱齿轮温挤压工艺及模具设计

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，实验证明，新工艺具有优质、高效、节材、节能的特点，非常适合直齿圆柱齿轮特别是大模数齿轮的精密成形，精巧的模具设计是本工艺成功的关键。     

基于浮动凹模和约束分流的直齿轮精锻试验与数值模拟

针对直齿圆柱齿轮精锻中存在成形不足和变形力过大的问题,基于约束分流原理,以某减速直齿圆柱齿轮(模数2.5,齿数18,齿厚16mm)为例,采用工业纯铅试样,对其精锻成形工艺进行了试验,分析了小芯棒约束分流下坯料孔径对成形过程的影响,提出了一种结合浮动凹模结构的改进方案,保证金属充填性且降低工作载荷,并进行了试验验证;以此方案为基础,应用DEFORM-3D软件对45钢试样的精锻成形过程进行了数值模拟,获得了良好的齿形。     

高精度直齿圆柱齿轮冷锻成形加工方法的研究

针对真齿圆柱齿轮冷成形难度大的问题,提出了闭式镦挤－－约束孔分流两步成形实用化工艺方案和基于变位理论的齿形凹模修正设计方法,并对１５、４５、２０ＣｒＭｎＴｉ钢质直齿圆柱齿轮冷精锻工艺进行了系统研究。研究结果表明,两步成形法是降低直齿圆柱齿轮冷精锻成形力的有效方法,提出的齿形凹模修正设计方法可获得较高的齿形精度。     

模具结构对齿轮成形性能的影响

研究了直齿圆柱齿轮的冷精锻过程 ,详细分析了模具结构对齿轮成形的影响。结果显示 ,增加适当高度的镶件对大模数、高厚度的圆柱直齿轮齿腔填充比较有利 ,增加芯棒可以降低齿轮成形载荷 ,但单位面积的成形力并未减少 ,且对齿轮的填充性影响不大。     

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。     

直齿圆柱齿轮不同变位系数开放式成形研究

为了降低齿轮的挤压成形力,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"开放式充填"温挤成形工艺方案,即开放式温镦挤-冷推挤复合成形工艺.采用MSC/Superform软件,对开放式成形进行了数值模拟分析.数值分析结果表明:开放成形与闭式成形相比可明显降低成形力,改善模具受力条件,提高成形工件的质量.并且根据模拟出的载荷-行成曲线,拟合出载荷-行程函数关系式,得出变位系数为0.2时,成形载荷的功最小,从而为齿轮凹模的设计提供依据.     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于UG的直齿圆柱齿轮参数化精确三维建模

详细介绍了一种利用UG的表达式和规律曲线功能建立直齿圆柱齿轮模型的方法。该方法绘制了精确的齿轮过渡曲线,并且生成的齿廓各段曲线不需要任何修剪便可直接建立精确的齿轮模型,该方法也适用于齿数大于41时的齿轮建模。通过改变模数和齿数,生成的模型可以自动更新,实现了建立模型的真正参数化。     

大型内齿圈的加工

内齿轮的加工一般很少采用成形分切法,这是因为该方法难度大,精度低所致。但在生产实践中,往往由于种种原因,也时有所见。尤其是在单件小批生产和维修工作中,用成形分切法加工大模数或者少齿数的内齿轮,几乎是无法避免的。我厂在人字齿轮铣床上采用成形分切法,成功的加工了模数为12,齿数为56,精度为Ⅲ级的大型内齿圈。下面予以简要介绍。一、加工方法被加工的内齿圈如图1所示;模数m=12,齿数Z=56,分圆压力角α_1=20°,精度Ⅲ级,齿面热处理硬度HB248。图2是内齿圈在人字齿轮铣床上装夹和加     

直齿圆柱内齿轮双向镦挤精密成形工艺研究

现有直齿圆柱内齿轮成形工艺存在轮齿角隅填充不饱满、模具结构复杂、成形力大等一些不足,采用了一种双向镦挤闭式模锻新工艺,分析了新工艺特点。以某20齿的直齿圆柱内齿轮为研究对象,创建了三维模型,利用Deform-3D软件对成形过程进行了数值模拟。载荷-行程曲线表明,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,双向镦挤的载荷值降低19.5%;双向镦挤等效应力明显降低,零件变形正常,无破坏现象出现。通过试验,得到了齿形充填饱满、轮廓清晰、无飞边、折叠、开裂等缺陷的铅质直齿圆柱内齿轮。结果对直齿圆柱内齿轮近净成形技术研究具有一定参考意义。     

直齿圆柱齿轮轴向温轧有限元模拟与试验研究

针对在常温下,齿轮轴向滚轧不能加工大模数齿轮,本文研究了齿坯加热后的齿轮轴向温轧工艺。利用DEFORM-3D软件,对齿轮的轴向温轧工艺进行有限元模拟,研究了温轧过程中的滚轧力、温度场、应力场的特点。通过滚轧试验,成功滚轧出了齿数44,模数2.5mm的齿轮,齿轮轮齿成形良好,与数值模拟结果吻合,验证了理论分析的正确性。     

大模数直齿轮温冷锻精整量的优化选择

文章针对大模数直齿圆柱齿轮中空分流冷精整工艺中,冷精整量这一关键工艺参数,采用广义胡克定律计算公式得出精整量的最小值,并建立了直齿圆柱齿轮基于中空分流的正向冷挤压精整工艺的三维弹塑性有限元模型,利用DEFORM-3D软件进行模拟分析,得到了齿面冷精整量与齿轮锻件的相对壁厚同齿面回弹量之间的变化规律;采用实验方法验证了模拟结果的正确性。研究结果对于大模数直齿圆柱齿轮冷精整量的优化选择,具有重要的指导意义与参考价值。