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。     

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.     

圆柱齿轮镦挤成形约束分流的数值模拟

借助Msc/superform软件对圆柱齿轮镦挤成形中的约束孔分流、约束轴分流的成形过程进行了三维有限元模拟,分析变形过程中一些有代表性的状态点的速度云图、应力云图以及载荷曲线,得到成形过程中一些瞬间点的状态云图.研究表明,约束分流不仅可以使变形继续进行,而且合适施加约束,能够保证齿轮角部金属的填充;约束孔分流可以保证齿轮角部金属的填充,但是,成形力会随着成形过程的进行而增加较大;约束轴分流在齿轮角部金属填充饱满后,成形力增加的幅度不是很大.     

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。     

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。     

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。     

基于DEFORM-3D的圆柱直齿轮冷精锻成形范围的研究

采用闭式镦锻-空心分流一模两击式的模具结构对圆柱直齿轮的成形过程进行了DEFORM-3D数值模拟,对成形载荷和齿轮充填情况进行分析,从而得出圆柱直齿轮的理论成形范围曲线。该曲线对今后圆柱直齿轮的成形具有指导意义。     

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。     

基于数值模拟的直齿圆柱齿轮精锻模具设计

基于三维有限元数值模拟分析，确定了直齿圆柱齿轮精锻新工艺成形的最佳方案，并设计了可同时实现预锻分流区一分流终锻新工艺和传统闭式镦挤工艺的实验模具。     

Precision forging of spur gears with inside relief

Conventional closed-die forgings as applied to the forging of spur gears require high forging pressure. In this paper, a precision forging technology has been developed for the forging of spur gears with alloy steel (SCM415). The technology developed includes two steps in the forging process. Well-shaped products are forged successfully using a lower forging pressure than that of conventional forging. The accuracy of the forged spur gear obtained by the new precision forging technology is set nearly equal to that of a cut spur gear of the fourth and the fifth classes in the Korean industrial standard.     

圆柱直齿轮冷精锻模拟及试验研究

针对大模数圆柱直齿轮冷锻的困难性,提出了开放式分流和齿顶分流等2种分流工艺。结合浮动凹模技术,通过数值模拟与物理试验相结合,对2种工艺进行了分析研究,并与一般轴向分流工艺方案进行了对比。结果表明：这2种工艺方案能大大地降低载荷及单位压强,提高充填性能。锻件只需车削外圆或端面即可得到合格零件,不影响齿面纤维分布。     

半轴锥齿轮温精锻工艺的数值模拟和实验研究

针对半轴锥齿轮的齿形难以成形的特点,提出了一套基于闭塞式锻造成形的工艺方案.利用数值模拟软件DEFORM-3D,分析了始锻温度对最大成形载荷的影响规律,连皮厚度、连皮位置对齿轮成形时的最大应力、最大损伤因子、最大成形载荷的影响规律.通过数值分析得到了有效确保应力最小、损伤因子最小、成形载荷适当的工艺参数,并将成形力控制在7.6MN以内.研究内容最终得到了实验验证.     

可轴向振动挤压模体精锻过程中振幅影响的数值模拟

齿形填充不满和最后阶段的成形力过高是齿轮闭式冷锻方案的主要缺陷。型腔壁对于坯料的摩擦阻力是影响金属流动的主要因素之一，通过变摩擦阻力为动力可以改善金属的塑性流动。采用可轴向振动挤压模体新工艺和DEFORM-3D有限元分析软件，对挤压模体在不同振幅下的振动进行模拟。从数值模拟结果中获得载荷随时间变化的曲线图．并找到了载荷力随着振幅的变化规律，得出一种最优方案。     

局部加载约束分流冷锻直齿轮工艺研究

针对直齿轮冷锻过程中齿腔充填困难、成形载荷大、模具寿命低的特点,提出了基于局部加载一约束分流冷锻圆柱直齿轮新工艺。在浮动凹模基础上,利用有限元软件对新工艺进行数值模拟。对工艺成形过程中速度场、成形载荷等规律进行了分析,并对比分析了多种成形工艺。结果表明：局部加载一约‘束分流终锻成形工艺可以较好地成形大模数圆柱直齿轮,能避免齿轮成形时产生的折叠缺陷,同时可以显著地降低成形载荷,为此类齿轮冷锻工艺的应用与生产实践提供了理论依据。     

局部镦粗对直齿圆柱齿轮精锻成形的影响

为了减少直齿圆柱齿轮精锻成形力,通过对圆柱体镦粗时接触面上的压强分布规律的分析,发现毛坯中心的压强最大。这样,采用局部镦粗成形,载荷可相应降低。为此,设计了用于直齿圆柱齿轮精锻成形的局部镦粗实验方案,并通过DEFORM-3D对不同方案进行了模拟,验证了局部镦粗对直齿圆柱齿轮精锻成形的有效性。     

齿腔分流法冷精锻大模数圆柱直齿轮

为推动大模数圆柱直齿轮冷锻技术的实用化研究,提出了齿腔分流法,即在凹模齿腔深处设置分流型腔。并结合浮动凹模技术,通过数值模拟与物理实验相结合的方法,对齿腔分流法进行分析研究。与传统封闭式冷锻方案进行对比结果表明,该工艺不仅能很好地提高充填性能,而且能很大程度地降低载荷及单位压强。矩形分流型腔优于圆弧形分流型腔。齿形外围部分变形量大,质量好。锻件只需车削或磨削外圆即可得到合格零件,而且齿面纤维分布不受影响。