The Effect of Hardenability Variation on Phase Transformation of Spiral Bevel Gear in Quenching Process

The hardenability of gear steel is dependent on the composition of alloying elements and is one of important criteria to assess process of phase transformation. The variation of hardenability has to be considered in control of the microstructures and distortion during gear quenching. In this paper, the quantitative effect of hardenability has been investigated on phase transformations of spiral bevel gears in die quenching. The hardenability deviation of 22CrMoH steel was assessed by using Jominy test. The dilatometry experiments were conducted to build phase transformation kinetic models for steels with low and high hardenability, respectively. The complete die quenching process of spiral bevel gear was modeled to reveal the significant difference on microstructures and temperature history with variation of hardenability. The final microstructures of the gear are martensite in surface layer after quenching process. There are bainite inside the gear tooth and the mixture of bainite and ferrite inside gear for the gear with low hardenability. The microstructure is bainite inside the gear with high hardenability.     

螺旋伞齿轮渗碳淬火变形的研究

分析了螺旋伞齿轮在渗碳淬火过程中的变形规律,并通过改进装炉方式、设计专用工装、多个螺钉对称紧固和渗碳后直接淬火等控制措施,有效地减小了螺旋伞齿轮在渗碳淬火过程中的变形。     

模具钢淬透性及淬火变形分析研究

通过对影响模具钢淬透性因素和淬火变形的机理分析研究,指出了模具钢的淬透性及淬火热处理变形的影响因素,在制定淬火热处理工艺时,应充分考虑工件的形状、钢中的碳含量,根据工件所要求的力学性能,合理选择淬火方法及冷却介质,防止变形及开裂,以提高产品质量。     

Optimization of Process Parameters for the Axial Distortion and Distortion Range During Die Quenching of a Spiral Bevel Gear

The strength of high-duty gears can be improved by carburizing and quenching processes. Quenching distortion is inevitable during the process, and it has direct effects on the precision of the gear. For spiral bevel gear with big diameter and small thickness, die quenching process is applied in the manufacturing to control the distortion in axial direction. Die quenching parameters must be optimized to minimize the distortion while considering non-uniformity of chemical compositions and loads. In this paper, material models of gear material (22CrMoH) built based on the phase transformation kinetics, static mechanical properties and phase transformation plasticity equations. Finite element analysis (FEA) models are conducted to study the whole die quenching process based on the production process. Die quenching experiments and testing of microstructures and distortions are conducted to verify the accuracy of the FEA models. The effects of loads and bottom die obliquity on the final distortion are studied to set the appropriate range and control distortion. The distortion was very sensitive to the bottom die obliquity and some part of load ranges. The distortion changes little when the load of inner die was in the range of 1.38-2.07 MPa and the load of outer die was in the range of 2.07-2.76 MPa. The distortion range is fitted the production requirements by setting the inclination angle of bottom die between 0.12° and 0.29°.     

螺旋伞齿轮闭式精锻模设计

介绍了螺旋伞齿轮闭式精锻新型模具结构,该模具采用浮动凹模和浮动模芯结构,锻件在2个凹模和2个模芯形成的封闭模腔中成形,生产的锻件无飞边。工艺试验表明:新型模具可显著降低锻压变形力、材料消耗和生产成本,提高了模具寿命和生产效率。     

螺旋伞齿轮复动闭式模锻模具

通过对小锥角螺旋伞齿轮塑性成形金属流动的分析，设计了螺旋伞齿轮预制坯形状和在通用压力机上使用的复动闭式模锻模具，成形出小锥角螺旋伞齿轮锻件。揭示了使用复动闭式模锻模具成形小锥角螺旋伞齿轮的可行性。     

螺旋锥齿轮摆辗凹模的断裂失效

螺旋锥齿轮是差速器的核心部件,其精密模锻过程中存在角隙充填不满和成形力过大的问题。利用摆辗成形过程中金属周向流动容易的特性,可以克服这些困难。由于螺旋锥齿轮齿线长而弯曲,其摆辗成形过程中,模具经常断裂失效。本文建立了螺旋锥齿轮摆辗有限元模型,对其成形过程进行模拟;利用点跟踪的方法,对凹模齿根凸面和凹面的周向应力和径向应力进行研究;分析了凹模齿根应力和不均衡应力,得到外端凸面的应力值过大和外端不均衡应力过大是模具经常断裂失效的主要原因,提出了增加凹模齿形外端的强度是提高凹模寿命的有效方法。     

弧齿锥齿轮齿面数学建模方法

弧齿锥齿轮的精确3D几何模型是虚拟装配、接触性能分析和精密测试的基础.由于弧齿锥齿轮齿面属于复杂曲面,形状和结构较复杂,当今的齿面成型技术还不成熟,以至于齿面无法精确成型.为提高齿面成形精度,研究一种快速精确的齿面成形方法.以齿轮啮合原理为理论依据,MATLAB为主要运算工具,精确输出齿面点三维坐标;采用3D建模软件S...     

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.     

螺旋锥齿轮摆辗成形凹模电极的设计与制造

螺旋锥齿轮摆辗成形凹模通常采用电火花加工,用于电火花加工的电极对于模具型腔的制造精度具有重要影响.对螺旋锥齿轮与工具电极尺寸传递规律进行研究,并在此基础上设计凹模工具电极.最后对设计的电极齿形进行加工和检测,为齿轮摆辗成形凹模电极设计制造提供了科学依据.     

螺旋锥齿轮实体建模及齿面形状评价方法研究

提出了一种基于点阵计算的螺旋锥齿轮实体建模方法,可准确描述共轭齿面和过渡曲面的形状,通过改变点阵密度,可创建齿面精度可变的齿轮实体模型。针对常用的单点评价方法随机性大的问题,提出了一种基于接触椭圆尺寸分析的共轭齿面形状精度评价方法,在齿面上选定测量点后,以圆球切入齿面形成接触椭圆。采用诱导法曲率和短程挠率公式,计算测量点两个主曲率和主方向,沿主方向测量接触椭圆半径并计算评价结果。根据评价结果调整点阵密度,从而获得齿面形状精度满足接触分析要求的齿轮实体模型。     

基于SolidWorks的锥齿轮精锻模具设计

针对锥齿轮的结构特点,确定了其精锻成形工艺,利用三维设计软件SolidWorks完成了锥齿轮模具和零件的几何形状设计,并进行了模具的运行过程的模拟,同时分析了精锻模具的工作过程和特点,与现行的加工工艺相比,既可减少原材料和能源消耗,降低制造成本,又可改善齿轮的机械性能,有实际应用价值.     

基于SolidWorks对四轴数控螺旋锥齿轮铣齿机防护罩进行三维造型设计

探索了以SolidWorks2006为平台对机床防护罩进行虚拟设计的方法,对四轴数控螺旋锥齿轮铣齿机的防护罩进行了造型设计,实践证明利用这种方法可以降低新产品的开发费用、缩短其开发周期.     

螺旋锥齿轮齿面加工偏差的敏感性分析

螺旋锥齿轮齿面复杂,为了研究机床几何误差对齿面偏差的敏感性,在建立螺旋锥齿轮齿面加工偏差模型的基础上,分别采用局部敏感性分析方法和Sobol全局敏感性分析方法,研究输入参数范围变化对输出结果的影响,确定了影响齿面偏差的关键几何误差。从输入参数和输出结果两个方面比较了两种分析方法的特点。明确了敏感性分析方法的选取原则：对于输入参数的分布范围不明确或者分布情况相似的线性或非线性不强的模型,可以考虑采用局部敏感性分析;对于输入参数的分布范围复杂、准确性要求高的非线性模型,适于采用全局敏感性分析方法。     

螺旋伞齿轮新型打模组合电极的研制

研制了螺旋伞齿轮新型打模组合电极，提出了设计方法。新型组合电极可多次翻新使用。使电极材料消耗和齿模加工成本显降低。     

基于自助法的弧齿锥齿轮齿面修正

为了降低弧齿锥齿轮在批量加工制造中存在的齿面偏差,提出一种基于自助法的弧齿锥齿轮齿面修正方法。以同一批次小样本弧齿锥齿轮作为研究对象,在自助法统计齿面偏差检测数据的基础上,得到大量的齿面偏差数据;利用NURBS曲面拟合方法构建齿面的均值差曲面,将它作为实际加工齿面,建立齿面偏差的数字化预控补偿模型,对它进行优化求解,得到批量齿面数控加工的机床修正参数,然后不断调整机床加工参数,实现齿面的预控修正补偿;最后对修正前、后齿面偏差作对比分析。结果表明：小轮齿面偏差比修正前降低了76.66%,验证了自助法齿面修正理论的有效性,对指导弧齿锥齿轮批量齿面修正提供了理论依据。     

锥齿轮锻模失效分析

锥齿轮精密锻造技术在生产中有着广泛应用,然而其锻模的早期失效问题一直未能得到解决.导致锥齿轮锻模早期失效的因素很多.以行星齿轮为例,阐述并分析了其精锻模具的变形失效、疲劳失效、磨损失效等主要失效形式,并提出解决措施,以提高模具的使用寿命.     

螺旋锥齿轮并联加工的奇异分析

简要叙述了大直径、大模数螺旋锥齿轮的并联加工方法;讨论了齿轮加工过程中,机床运动与杆长的关系;以两个典型齿轮为例,以雅可比矩阵为判别公式,考察了加工过程中的奇异,并且编写了仿真程序;最终给出了杆长变化范围.     

螺旋伞齿轮渗碳淬火变形的控制

我厂是生产齿轮的专业厂 ,其中年生产汽车后桥螺旋锥齿轮 5万余套。多年来 ,汽车后桥从动锥齿轮渗碳后直接淬火的畸变问题一直没有解决。所以只好采用井式气体渗碳炉渗碳后缓冷 ,再二次加热压床淬火的工艺方法。但缓冷后二次加热不仅增加了能耗和工时 ,而且易造成齿轮的表面脱碳 ,明显降低齿轮的接触疲劳强度。此外压淬过程中齿轮内孔涨大、椭圆度超差的也占有相当比例 ,成对研磨时出现印痕偏移现象。现改为在箱式气氛炉中采用稀土低温渗碳直接淬火的工艺方法 ,不仅解决了齿轮的变形问题 ,使齿轮的热处理质量明显提高 ,同时也取得了较好的经…     

螺旋锥齿轮圆角表面加工研究

目的提高和保证螺旋锥齿轮圆角表面质量,提高加工效率。方法改变以往依靠人工打磨的方式对螺旋锥齿轮圆角表面进行加工,提出应用数控五轴加工中心的方法,借助UG软件的CAM功能对螺旋锥齿轮表面进行数控加工自动编程处理,模拟加工功能来检测走刀路径是否正确,并进行表面精度检测及仿真加工无干涉、无碰撞检验,生成的CLS刀位文件经过专用后置处理得到NC程序,最后在VERICUT软件平台上的虚拟五轴加工中心模拟仿真加工螺旋锥齿轮圆角表面。结果通过UG的CAM功能及VERICUT仿真加工,螺旋锥齿轮的齿廓圆角达到(0.3±0.07)mm,表面粗糙度值为0.64μm,整体一致性好,满足设计要求。结论采用传统的五轴联动机床进行螺旋锥齿轮齿廓的倒角、倒圆加工,可获得理想的齿廓圆角尺寸,提高了螺旋锥齿轮表面精度。