不同模数下圆柱直齿轮成形的数值模拟及分析

论述了在直齿轮分度圆直径为定值时，变形程度与模数的关系。通过对三种不同模数的齿轮在特定的条件下温挤压成形数值模拟，结果及分析表明，随着齿轮模数的增大，变形程度也增大，金属向齿顶及周围流动就相对较多，齿形就容易充满，但齿轮头部内凹与头的齿部凸肚现象就越厉害。     

直齿圆柱齿轮温挤压成形的数值模拟

用优化后的凹模结构对直齿圆柱齿轮的温挤压成形进行了数值模拟 ,结果表明 ,以入模角为 180°、挤压筒内径等于直齿轮齿顶圆直径 ,且在齿根圆处不倒角为特点的凹模形式对齿形成形效果良好 ,此种凹模形式能够解决齿形角隅充不满的难题 ,非常适合直齿圆柱齿轮的挤压精密成形     

直齿轮成形数值模拟及实验研究

此文针对塑性挤压成形直齿时，齿端局部的充角比较困难的问题提出了两种解决方案，一是采取一定的工艺措施，尽量减少单纯为了局部充角而产生的塑性变形；二是制造多向流动成形环境，使材料的多向流动改变局疗充角时的应力状态。为了比较准确的掌握各工艺参数之间的关系，此文采用上际元法（ＵＢＥＴ）对直齿轮的挤压成形过程进行了正－反向模拟并且进行优化计算，此文用工业纯铅对ｍ＝３，Ｚ＝１８的直齿轮进行了实验。     

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。     

空心圆柱斜齿轮正挤压数值模拟研究

针对空心圆柱斜齿轮的几何特点,利用有限元软件Deform-3D对其闭式模锻工艺和空心坯料正挤压工艺进行模拟分析;利用有限元软件模拟在不同凹模入模角下的正挤压成形过程。结果表明:采用正挤压工艺比闭式模锻更合理;当凹模入模角为80°左右时,可得到几何形状满意的齿轮锻件,成形效果最好,适合空心斜齿轮的正挤压。该研究结果对空心圆柱斜齿轮精锻成形工艺的应用有一定的参考价值。     

直齿轮冷锻三维数值模拟与实验

在直齿轮冷锻传统工艺方案的基础上,给出了一种新工艺方案,即将凸模端面设计成＂（∨∧）＂形,凹模型腔底面设计成＂（∧）＂形.采用有限单元法,通过对数值模拟中模型建立、网格自适应、重划分与局部细化和求解及收敛控制等技术问题进行处理,完成了直齿轮的整个成形过程的三维仿真,并提取应力、应变及速度场等信息来分析金属变形规律.最后,针对数值模拟用工业纯铅进行物理实验.实验结果表明,数值模拟与物理实验具有良好一致性,为新方案的优化设计奠定了基础.     

直齿圆柱齿轮温挤压数值模拟

数值模拟可以有效地节省人力物力，免去大量的物理模拟，在设计阶段即可对不同的设计方案及时进行评价，筛选出最优方案。本文用优化后的凹模结构对直齿圆柱齿轮的温挤压成形进行数值模拟，并对模拟结果进行分析，为现实生产提供理论依据。     

直齿轮温挤压工艺参数分析及凹模磨损数值模拟

采用刚粘塑性有限元法对直齿轮温挤压成形进行热力耦合分析.以成形时所需载荷为评价指标,就影响成形工艺的模具设计参数、齿轮特征参数,摩擦条件和工艺条件进行分组建模分析.分析结果表明:凹模半锥角越小,载荷越小;模数越小,齿数越少,载荷越小,且模数影响显著;摩擦系数越小,载荷越小;坯料加热温度、模具预热温度越高,载荷越小,且坯料加热温度影响显著;而挤压速度对载荷的影响不明显.基于Archard模型模拟了凹模的磨损状况,发现磨损主要集中在凹模成形区,齿腔顶端磨损最为严重.     

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。     

锥齿轮挤压成形弹塑性有限元数值模拟

利用Pro/E的三维实体造型与模具设计模块进行直齿圆锥齿轮的造型及模具设计,然后导入到DEFORM中,在DEFORM中建立三维挤压有限元模型.采用三维大变形弹塑性有限元法对齿轮挤压的塑性成形过程进行了模拟,分析了成形过程中齿轮齿形的填充情况、金属流动速度场以及等效应变与等效应力分布,获得了直齿圆锥齿轮的挤压变形规律与参数.     

直齿圆柱齿轮半固态挤压成形的数值模拟研究

采用商业有限元软件DEFORM-3D对7075铝合金直齿圆柱齿轮半固态挤压成形过程进行了数值模拟,得到其变形过程中的流动速度场和压力-行程曲线,分析了金属流动的规律.模拟分析结果表明,可以实现对7075铝合金的半固态挤压充型的模拟,进而获得充型完整、内部组织致密的成彤件.     

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。     

可轴向振动凹模冷闭式镦挤直齿轮中周期影响数值模拟

通过凹模在轴向方向上的振动,利用毛坯受到凹模对其摩擦力方向向下的过程来降低齿轮成形所需的载荷力.从理论上推导出了能让载荷明显降低的最佳周期公式并通过DEFORM-3D有限元分析软件模拟验证了此公式具有普遍性,并对公式中n值进行了分析.     

直齿轮冲挤——镦挤成形过程数值模拟分析

针对直齿轮精锻成形工艺存在齿形充填困难和成形载荷大的两个问题,本文采用三维有限元分析软件DEFORM-3D对浮动凹模形式下,直齿轮冲挤—镦挤成形过程进行了数值模拟。通过分析金属材料内部的应力场、应变场的分布,挤压载荷和温度的变化,以及工艺参数对成形过程的影响,认为采用浮动凹模结构不仅有利于齿腔角部金属的充满,还可以极大地降低金属在成形终了阶段的变形力,从而为直齿轮精锻成形工艺的实用化提供了理论指导。     

直齿圆柱齿轮减径挤压成形的数值模拟及分析

采用正向冷挤压方法,已经成功地生产出圆柱直齿轮零件.为了减小挤压力和简化模具结构,利用有限元分析软件DEFORM-3D模拟分析了直齿轮减径挤压的条件和流动规律.为直齿轮减径挤压工艺及模具设计提供了理论参考.     

直齿轮径向挤压过程金属流动的上限元模拟

利用上限元（ＵＢＥＴ）模拟了圆柱直齿轮径向挤压过程金属的流动行为,分析了模具参数和工艺参数对金属流动的影响。     

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。     

局部加载冷锻成形圆柱直齿轮仿真

圆柱直齿轮冷锻成形载荷大,模具寿命低。提出整体预锻齿坯与局部加载终锻齿形两步冷锻成形圆柱直齿轮的工艺。用三维造型软件Unigraphics NX建立了圆柱直齿轮锻件及模具模型之后,通过有限元仿真软件Deform3D数值仿真圆柱直齿轮冷锻过程。仿真结果表明,该工艺在保证齿形充填完整的同时,可以显著地降低成形载荷。