斜齿轮冷精锻模具弹性变形规律数值模拟研究

采用模具应力分析模块模拟分析了某一斜齿轮冷精锻模具的弹性变形,获得了模具应力分布;结合齿形凹模型腔几何特点,得出不同位置的型腔齿廓弹性变形量及弹性变形规律;根据所获得的齿形弹性变形量,采用反补偿法对齿轮凹模型腔齿形部分进行修正,并再次进行数值模拟和分析,比较了修正前后齿形弹性变形量。研究表明,不同高度齿形型腔曲线的弹性变形量变化趋势一致,但各齿形曲线的齿根、渐开线和齿顶3部分变形量不同,从齿顶到齿根和从齿形型腔上端面至下端面,其弹性变形量逐渐减少,凹模型腔齿形修正后可减小成形齿轮弹性变形量,从而为提高斜齿轮成形精度提供了方法。     

行星齿轮精锻工艺分析与试验研究

根据齿轮精度检验的指标,提出了精度控制需要注意的问题,并针对每个问题提出解决办法。在系统分析热精锻和冷锻成形过程中齿形、齿面、弹性变形及模具寿命等问题的基础上,确定了热精锻-冷精整工艺流程,完成了精锻件及热精锻模的设计。对不同坯料尺寸和镦粗比的热精锻工艺过程进行了试验研究,分析了坯料和镦粗比对齿形充满的影响。研究结果表明,采用直径小于分锥角小端直径的坯料,选定镦粗比1．5进行热锻成形,锻造的热精锻齿轮齿形、齿顶充满效果较好,冷精整后的齿形饱满准确,在对氧化铁皮进行彻底清理后,锻件表面质量良好。     

高精度锥齿轮冷闭式锻造齿模修形及加工电极设计

精密成形时弹性变形是影响锻件尺寸精度的重要因素。本文采用数值模拟的方法,以锥齿轮冷闭式锻造精密成形工艺为对象,模拟了锥齿轮的冷闭式锻造成形过程,揭示了在有预应力的工况下模具弹性膨胀变形及锥齿轮锻件出模后弹性回复的变化规律。根据模拟结果,分别绘制了模具弹性膨胀和锻件出模回弹后的齿形曲线。在定量分析了两者对齿轮精度的综合影响之后,运用反补偿法预先修正齿形凹模,并进行了齿模电极的设计。研究结果对齿轮精度的提高提供了重要参考。     

轴承钢内齿圈冷挤压模设计

轴承钢变形抗力大，用筒形坯料挤压内齿圈可减小变形程度、挤压成形力、模具弹性变形量、金属流动量及模具的磨损量，提高挤压成形的精度。     

轿车齿轮精密成型的有限元模拟及齿形数字化修形

在三维有限元数值模拟软件DEFORM中模拟齿轮冷摆辗成形过程,得到成形过程的金属流动充填规律以及力学量场分布情况,并分析了模具在有预应力工况下,齿轮成形过程的模具受力弹性变形和齿轮出模后的弹性回复规律,绘制出模具弹性膨胀和锻件出模回弹后的齿形曲线。依据凹模的变形规律,在设计齿轮电极时进行预先补偿,从而保证摆辗齿轮的高精度。     

冷精整直齿轮和组合凹模弹性变形规律

采用有限元模拟和试验研究相结合的方法对倒档直齿轮冷精整成形中凹模和齿件的弹性变形规律进行研究。分别沿齿形方向和齿向方向对凹模和齿件的弹性变形特点进行分析,并将两者综合预测冷精整齿件的尺寸偏差。结果表明,凹模和齿件的弹性变形量沿渐开线齿面呈空间不均匀分布的特性是导致齿件精度低的主要原因。为实现直齿轮的精度控制,提出一种基于厚壁圆筒理论的齿形模具修正方法,利用应力外圈的预应力作用实现模腔修正,并进行试验研究,结果表明模具修正后的试验齿件的尺寸精度达到国标IT6级。     

GCr1 5轴承钢内齿圈冷挤压模具设计

ＧＣｒ１５的碳量高，变形抗力大，用筒形坯料挤压内齿圈，可以减小变形程度，减小压成形力，减小模具的弹性变开胆，减小金属的流动量，减少模具的磨损量，提高挤压成的精度。     

齿轮冷挤压成形影响因素的数值模拟研究

采用数值模拟方法分析了齿轮冷挤压过程的影响因素。发现坯料的选择要考虑挤压力的大小,最好比齿顶圆大1~2 mm,坯料中带孔挤压比不带孔挤压降低挤压力约10%。带凸台的冲头的凸台高度要小于凹模入口角的高度。凹模的入口角尽量加大,以减小受力。挤压力随着凹模芯棒直径的增加而增加。采用复合挤压是一种很好的齿轮成形方式,能够降低材料消耗和后续的切削量。     

行星伞齿轮闭塞成形模拟分析及试验研究

以行星伞齿轮为对象,研究了冷闭塞成形的工艺特点,并分析了该零件的工艺性,模拟了闭塞成形齿轮的整个过程.结果表明:当成形结束时,坯料能够完全充满模具型腔内各个部分,齿顶圆角饱满,没有塌角、折叠、裂纹缺陷.并以下凹模为例,研究了模具的受力情况.通过工艺试验,验证了模拟分析结果,成形出精度高、质量优良的齿轮锻件,大幅降低了材料利用率.     

基于齿端分流工艺的汽车变速器齿轮挤压成形模拟分析

针对汽车变速器齿轮挤压成形过程中模具载荷过大的弊端,本文采用齿端分流工艺对模具结构进行了改进,在上模与坯料接触的端面设置分流槽,引导多余的金属进入,降低了模具的最大载荷。结果表明,相对于未设置分流槽的模具,使用分流槽模具所成形的齿轮锻件齿尖填充完满,而且模具最大载荷显著降低。     

汽车差速器半轴齿轮新型锻模设计

论述了精锻汽车差速器半轴齿轮原模具结构存在的问题,改进了锻造工艺和锻件设计,设计了新型粗锻模和精压模.新型粗锻模的齿模设在上模,半轴凹模设在下模,坯料定位准确迅速,可实现无飞边粗锻;齿模与热锻件接触时间短,模具温升小,模具寿命高.新型精压模的上模设有顶件装置,锻件半轴的拔模斜度小,锻件半轴的金属敷料少.新型模具可显著提高模具寿命和生产效率,降低材耗和生产成本.     

微型齿轮热挤压模优化设计

利用Deform软件对微型齿轮进行挤压成形模拟分析,优化了模具结构和成形条件,采用组合法设计模数m=0.125 mm、压力角A=20°、齿数z=6、齿顶圆直径d=1 mm微型齿轮热挤压模,采用H62黄铜坯料在650℃的等温条件下正向热挤压,得到质量良好的微型齿轮。     

AX100摩托车起动齿轮精密成形工艺

介绍了一种采用浮动模芯结构的新型起动齿轮内棘齿闭式冷精密体积成形模具,可以减少精锻件成形时的变形力,提高产品质量。     

5A06铝合金环形连接框等温模锻坯料设计及工艺验证

利用Deform有限元模拟软件研究了5A06铝合金环形连接框的成形过程，建立了立筋折叠形成过程模型，分析了坯料形状尺寸对筋顶折叠、成形速度均匀性和成形速度的影响规律，并进行了工艺验证。结果表明：对于与锻件随形的坯料，顶部折叠容易在成形速度快的位置产生；坯料轮廓尺寸减小时，锻件筋部成形速度和整体成形速度的均匀性均会下降，腹板处的等效应变增大，筋顶折叠程度在成形速度快且平直的筋处变化不大，在成形速度慢的筋处降低，拐折筋处的筋顶折叠程度则会由于侧壁流动现象而加剧。对于成形速度慢且存在拐折的位置，成形速度慢对折叠程度的降低和侧壁流动对折叠程度的加剧这两种影响相互竞争，侧壁流动现象的影响会随着坯料边缘到模具外侧壁的距离增大而逐渐占优，加剧折叠。     

基于有限元模拟的机车齿轮锻件的毛坯形状优化

针对机车齿轮锻件在成形过程中容易出现轮毂和轮辋充填不满、成形力较大和模具寿命短的问题,根据坯料在不同自由空间下不同填充情况,提出了上凹形坯料的新方案。利用有限元软件Deform-3D建立机车齿轮锻件热锻有限元模型,并模拟其成形过程。以成形载荷作为目标函数,采用黄金分割法,对镦粗毛坯直径进行优化设计,使锻件在成形饱满的前提下,将成形载荷降低了31.76%,提高了模具寿命。实际生产与有限元模拟具有较好的一致性,锻件形状满足设计要求,无缺料、折痕等缺陷。     

冷成形直齿锥齿轮齿形回弹分析及凹模修正

针对直齿锥齿轮冷成形工艺,采用塑性有限元法,对成形过程进行数值模拟,分析了各阶段坯料流动情况及产品卸载后的回弹规律。结果显示,在齿高方向,最小回弹在最大齿厚0.02mm处,沿齿顶或齿根逐渐增大,接近齿顶处回弹值达到最大为0.14mm。选用反补偿修正法对齿形凹模二次修正,获得满足所需精度的目标齿轮,最大偏差值为-0.025mm。研究表明,通过数值模拟回弹分析与修正,可以获得较高齿形精度的直齿锥齿轮产品,缩短了模具制造周期,降低了成本。     

气门芯终锻成形过程的数值模拟

对头部D／H值和R值不同的气门预成形坯料，运用有限元软件对其终锻成形过程进行数值模拟分析。研究表明，不同的D／H值和R值对终锻件的质量和终锻模具的寿命等有较大的影响。D／H值过小时坯料锻粗变形大，而D／H值过大时坯料挤压变形大。R值过小时可能出现充不满的缺陷，R值过大时会造成终锻成形模凹模表面的磨损加剧。所得结论为电锻预成形坯料形状的控制和终锻成形模具结构设计提供了理论依据。     

弧齿锥齿轮温锻成形模具温度分析

对弧齿锥齿轮温锻成形过程中齿模温度场进行了分析,研究了摩擦因子、坯料温度、成形速度对齿模温度场的影响规律.结果表明,在成形过程中,齿模型腔齿顶处温度最高,齿根处温度最低.随坯料温度的升高及摩擦因子的增大,模具表层温度升高,成形速度对模具温度影响显著.研究结果可为弧齿锥齿轮温锻成形的模具设计、工艺方案制订提供理论依据.     

变形热对齿轮冷锻精度影响的数值模拟研究

在有、无变形热产生的条件下,采用刚塑性热力耦合有限元法,对冷精锻直齿圆柱齿轮成形过程进行了模拟,并且完成了直齿轮冷锻模具弹性变形和工件弹性回复的模拟。由模拟结果可知:变形热的产生及热量传导能对齿轮精度产生很大的影响;由于在不同温度下材料的膨胀系数以及弹性模量不同,在有变形热的条件下,成形力有所降低,模具弹性变形和工件弹性回复量增大。     

平面分模四拐曲轴终锻模具设计及其数值模拟

使用UG建立了平面分模四拐小曲轴的锻件三维CAD模型,使用DEFORM模拟了曲轴终锻工步成形过程,分析了坯料在模具型腔中的填充情况以及摩擦条件对成形的影响.模拟结果显示,在终锻工步成形过程中,坯料与模具接触很好,没有折叠和充不满等锻件缺陷,得到的曲轴锻件满足工艺要求,说明设计的终锻模具是可行的.