结构参数对弧齿锥齿轮精锻成形的影响分析

采用三维有限元数值模拟方法,研究了模数、齿数、螺旋角、压力角等主要结构参数对弧齿锥齿轮精锻成形过程的影响.结果表明,在齿轮其他结构参数不变的情况下,成形载荷及齿根等效应力随模数、齿数的增加而增加,而螺旋角和压力角的变化对成形载荷及齿根等效应力的影响较小.模拟结果可为弧齿锥齿轮精密成形工艺和模具设计提供依据.     

螺旋锥齿轮温成形工艺参数的优化设计

齿轮成形载荷过大和齿形充满不均匀是目前螺旋锥齿轮近净成形技术的主要问题。本文运用正交试验法,通过刚塑性有限元法对闭式模锻螺旋锥齿轮温成形过程进行了模拟。研究了成形速度、毛坯温度、摩擦系数以及模具分流腔宽度四个参数对成形载荷和有效成形距离的影响。以成形载荷和有效成形距离为指标,优化出工艺参数并进行了验证。以优化工艺参数进行了锻造试验。结果表明,使用优化的工艺参数能有效地减少成形载荷以及有效成形距离。使用螺旋温优化工艺参数成形锥齿轮的结果与试验结果一致性较好。     

螺旋锥齿轮双锥辊辗压成形工艺研究

阐述了双锥辊辗压成形的特点及原理。提出两种锥齿轮双锥辊辗压成形方案。理论分析及有限元模拟结果表明:螺旋锥齿轮闭式辗压成形方案比开式辗压成形方案好,它的齿形充填饱满,该方案最大成形力约为开式辗压成形力的1/4。研究了齿轮辗压成形的关键工艺问题,如预制坯设计及尺寸计算方法、辗压模具结构设计、辗压工艺参数选取等。实验结果证明辗压工艺和辗压模结构是可行的,且效果较好,辗压出了符合要求的齿轮件。     

锥齿轮精锻成形过程数值模拟及参数分析

以数值模拟等先进方法解决工业生产中的实际问题是金属成形技术的发展方向.文章以锥齿轮零件为例,建立了有限元分析模型,分析了锥齿轮的精锻成形过程,研究了锥齿轮成形过程中的材料变形行为、载荷、应力和应变分布等.就影响成形工艺的模具速度、成形温度和材料含碳量等工艺参数分别进行了模拟分析,为锥齿轮精锻成形工艺研究提供了有效依据.     

从动螺旋锥齿轮双锥辊辗压成形工艺参数优化

针对双锥辊辗压螺旋锥齿轮成形过程中型腔下模受力过大以及齿形充填高度不够的问题,首先,运用DEFORM-3D有限元软件对从动螺旋锥齿轮齿坯双锥辊辗压过程进行了模拟分析,研究了摩擦系数、辗压温度、凹模型腔进给速度对凹模型腔等效应力和Z方向成形齿高的影响;其次,采用正交试验设计方法,以凹模型腔等效应力和Z方向成形齿高为优化指标,得到了最佳工艺参数,并进行了数值验证;最后,通过数值计算分析以及与文献中研究结果进行比较分析,证明了从动螺旋锥齿轮双锥辊辗压成形工艺的可行性。结果表明:当摩擦系数为0.2、辗压温度为900℃、凹模型腔进给速度为2 mm·s~(-1)时,模具型腔受力最小,齿形的充填饱满,高度达到最高。     

螺旋锥齿轮摆辗工艺研究

螺旋锥齿轮形状复杂,齿线长而弯曲,不易通过常规方法加工.摆辗作为一种新的塑性成形螺旋锥齿轮的方法,克服了精密模锻成形力过大的困难.基于有限元的方法,本文对螺旋锥齿轮摆辗成形过程进行研究,分析了成形各阶段的变形与载荷特性;针对摆辗最后阶段飞边面积较大、载荷过大的特点,提出了摆辗摆头改进的方法,减少了飞边面积,从而使得成形力减少了1/3;通过铅试件成形验证了摆辗螺旋锥齿轮成形过程,说明了摆辗螺旋锥齿轮是可行的.     

螺旋锥齿轮冷挤压成形工艺及数值模拟

针对20Cr Mo螺旋锥齿轮的成形特点,提出了闭塞挤压的工艺方案。采用Deform-3D有限元分析软件对螺旋伞齿轮闭塞挤压的三种不同工艺方案进行数值模拟,对其成形的基本原理和齿形填充过程进行了模拟分析。针对模拟结果,对比分析三种不同方案的最终成形效果、齿形填充状况等信息,发现了双向挤压成形应力较小,且齿形填充饱满、轮廓清晰。     

双辊摆辗螺旋锥齿轮成形工艺参数优化

双辊摆辗螺旋锥齿轮时,工艺参数对螺旋锥齿轮的成形效果有重要影响。通过正交实验的方法,对双辊摆辗螺旋锥齿轮的工艺方案进行选择,运用DEFORM-3D有限元分析软件,对所选择的正交实验方案进行模拟仿真,提取仿真分析数据,并对其进行极差分析,得到最优工艺参数组合为A3B2C1D2E3,即摆辗件初始温度为950℃,下模进给速度为2 mm·s~(-1),摩擦系数为0. 2,双辊公转速度为75 r·min~(-1),坯料厚度为31. 22 mm。对该工艺方案进行模拟与实验,所得实验结果与模拟优化所得结果一致,表明该工艺方案对3个实验指标有明显的提升,其中摆辗件与凹模接触面积提高了约43. 9%,最大成形载荷由1827 kN减少至1358 kN,平均晶粒尺寸由58. 2μm减少至33. 3μm。     

偏心套转速对螺旋锥齿轮摆辗成形的影响

摆辗成形过程中不同的上模运动轨迹对螺旋锥齿轮的摆辗成形有重要的影响,而上模的运动轨迹由内外偏心套的转速决定。单辊摆辗过程中,偏心套转速的改变会引起玫瑰线和螺旋线运动周期和轨迹形状的改变。以材料为20CrMnTiH钢的螺旋锥齿轮为研究对象,通过UG建立了三维有限元模型,并利用Deform-3D详细研究了当偏心套转速不同时,轨迹运动周期和轨迹形状的变化对摆辗成形螺旋锥齿轮成形力能参数、变形均匀性、齿根损伤因子和接触面积的影响规律。结果表明:不同的偏心套转速对玫瑰线和螺旋线摆辗成形螺旋锥齿轮的影响规律具有相似性,螺旋锥齿轮在玫瑰线和螺旋线轨迹摆辗成形过程中取周期T=3 s、转速比|n_1/n_2|=6/7较为合适。     

从动螺旋锥齿轮双向对挤高效精密成形新工艺研究

根据从动螺旋锥齿轮形状特点和成形工艺要求,本文提出一种新成形工艺:双向对挤高效精密成形新工艺。对从动螺旋锥齿轮成形过程进行了数值模拟。结果表明,采用新工艺成形从动螺旋锥齿轮过程中齿型腔可以顺利填充,齿形良好。载荷-行程曲线变化正常,变形过程可大致划分为自由变形、充满、角隅充填3个阶段。与传统的单向闭塞模锻成形工艺对比,最大载荷值降低约23%。等效应力在模具承受范围内,无破坏现象出现,证明材料流动性较好、新工艺可行。研究结果可为从动螺旋锥齿轮成形提供参考。