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。     

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。     

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。     

螺旋锥齿轮双锥辊辗压成形模具设计

介绍从动螺旋锥齿轮的生产现状及缺点,提出双锥辊辗压成形螺旋锥齿轮的工艺.以某齿轮为例,给出了辗压工艺、毛坯设计方法、模具结构及其特点.通过试验锻造出合格的锻件,验证该工艺切实可行,模具设计合理可靠.     

主动螺旋锥齿轮镦挤成形方案的对比研究

根据"积极摩擦"原理论证了双向镦挤成形主动螺旋锥齿轮的工艺优于其单向镦挤成形。通过对4种双向镦挤方案进行数值模拟研究,发现成形过程中齿型腔可顺利填充,所成齿形良好。变形过程可大致划分为自由变形、充满、角隅充填3个阶段。通过对不同方案中坯料端面摩擦力及数值模拟结果对比分析发现,采用无齿凸模镦挤成形主动螺旋锥齿轮的载荷低于有齿凸模镦挤成形,其中无齿凸模双向镦挤是最优的一种方案。无齿凸模在模具结构方面优于有齿凸模,对应的凹模也无需做成内齿形状,进一步简化了模具结构,同时,其等效应力在模具承受范围内,可望提高模具寿命。通过物理模拟试验对无齿凸模双向镦挤方案进行验证,得到了无飞边、齿形充填饱满、轮廓清晰、无折叠、无开裂等缺陷的铅质主动螺旋锥齿轮。     

螺旋锥齿轮双锥辊辗压成形有限元模拟

阐述了双锥辊辗压成形的特点及原理.建立了锥齿轮双锥辊辗压成形模型,分析了成形过程中金属变形流动规律以及应力场、应变场、行程载荷的变化及规律,揭示辗压的变形特点.进行了工艺试验,试验结果表明,该工艺能保证齿形充满,而且,成形力较小,温成形外径为φ246mm的齿轮的成形力约为1400kN.     

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。     

主动螺旋锥齿轮双向对挤高效精密成形新工艺

根据主动螺旋锥齿轮形状特点和成形工艺要求,提出一种新的成形工艺:双向对挤高效精密成形。数值模拟结果表明新工艺成形主动螺旋锥齿轮过程中齿型腔可以均匀、顺利的完成填充,所成齿形良好,无明显缺陷出现。载荷-行程曲线变化正常,变形过程可大致划分为3个阶段:自由变形、充满和角隅充填。与传统的单向闭塞模锻、单件成形工艺的载荷-行程曲线对比,载荷值降低了18%。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。通过物理模拟实验,得到了齿形轮廓清晰、充填饱满、无折叠、无开裂等缺陷的铅质试件,实验结果与模拟结果基本吻合。     

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.     

工艺参数对直齿圆锥齿轮振动摆辗下模应力影响的有限元分析

为防止直齿圆锥齿轮摆辗下模齿根断裂、齿顶磨损等缺陷,在摆动辗压成形基础上,建立三维有限元模型,对不同摆头倾角和进给速度下成形直齿圆锥齿轮进行了有限元模拟与分析,通过对摆辗下模轮齿上的特定点进行受力分析,探讨了不同摆头倾角和进给速度对直齿圆锥齿轮振动摆辗成形过程中摆辗下模应力的影响,并对这两个参数进行正交模拟试验。数值模拟结果表明,当进给速度v=5 mm·s~(-1)、上模摆头倾角γ=2°时,摆辗下模轮齿的受力更均匀,摆辗下模的疲劳磨损更小,使用寿命高。     

主动螺旋伞齿轮双向镦挤精密成形试验

为实现主动螺旋伞齿轮精密成形,并克服现有工艺存在的轮齿角隅填充欠饱满、模具结构复杂、成形力大等不足,根据"积极摩擦"原理采用了一种双向镦挤闭塞模锻新工艺。以一种齿数为10的主动螺旋伞齿轮为研究对象,分析了成形工艺特点并创建了三维模型,利用Deform-3D对成形过程进行数值模拟,得到载荷-行程曲线,结果表明,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,双向镦挤的大、小端载荷值分别降低了14%和30%;并对所获等效应力、等效应变等信息进行了分析,为模具设计优化提供了依据。通过物理模拟试验,得到了无飞边、齿形充填饱满、轮廓清晰、无折叠和开裂等缺陷的铅质主动螺旋伞齿轮。     

弧齿锥齿轮精锻成形工艺分析

在弧齿锥齿轮冷精整工艺过程中,热锻模具齿形的优化对于改善冷精整过程中齿面金属流动特性,解决齿顶尖部填充不满,以及啮合传动噪声的现象具有显著效果。选用农机变速箱齿轮,基于该齿轮功率大、强度高、工作环境为低速大负荷等特点,对齿轮模型进行精确建模,并进行TCA分析,通过导入齿面点的方式得到模腔模型。采用控制变量和数值模拟相结合的方法,改变刀盘直径将齿面修鼓。运用有限元软件DEFORM-3D,对成形过程进行模拟,对比观察两种齿面的速度矢量,解释了修形对改善金属流动方向的合理性。通过开模试验,进一步证实了该修形方法对于改善弧齿锥齿轮齿顶尖部填充不满,解决生产中存在的折叠、裂纹等缺陷具有显著优势。     

小锥角弧齿锥齿轮温锻成形与试验研究

小锥角弧齿锥齿轮啮合齿面为轴向侧旁曲面的螺旋形,造成精密成形困难,脱模过程需要锻件与模具的相对运动才能完成。对小锥角弧齿锥齿轮的成形过程进行模拟分析与试验研究表明,小锥角弧齿锥齿轮可以通过精密塑性成形的工艺进行生产;利用ADAMS软件对脱模过程进行分析表明,弧齿锥齿轮能顺利脱模,在开始阶段,脱模所需要的力最大。     

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.     

从动螺旋伞齿轮摆动辗压三维有限元模拟

从动螺旋伞齿轮的形状复杂,摆动辗压难度大。采用刚粘塑性有限元对从动螺旋伞齿轮摆动辗压工艺进行了模拟,获得了从动螺旋伞齿轮的摆动辗压变形规律和力能曲线。通过对辗压力模拟计算与实验结果的比较,阐释了有限元模拟计算辗压力的有效性和不足。最后指出了对螺旋伞齿轮进行高精度的计算模拟要考虑的问题。     

基于分流法的圆柱直齿轮冷精锻成形工艺研究

针对圆柱直齿轮冷锻的载荷大、充填性能差等技术难题,提出了齿顶分流工艺和上齿端分流工艺。结合浮动凹模技术,采用数值模拟与物理试验相结合的方法,对2种工艺进行分析研究。结果表明：上齿端分流工艺不能有效地改善齿形棱线部位的充填性能,而且载荷降幅不大,不能完全避免充填最后阶段载荷的急剧上升;齿顶分流工艺不仅可以有效地改善角隅棱线部位的充填性能,而且载荷得到了极大的降低,完全避免了载荷曲线的急剧上升。     

等高齿对数螺旋锥齿轮加工仿真

对数螺旋线作为齿向线的螺旋锥齿轮称之为对数螺旋锥齿轮,对数螺旋锥齿轮按照齿高分有渐缩齿与等高齿两类,它具有沿齿向线方向螺旋角处处相等这一显著优点。由于等高齿螺旋锥齿轮具有传动平稳性高、运转噪音低等优点,等高齿螺旋锥齿轮在我国应用越来越广泛,尤其在重型卡车中。但与一般的螺旋锥齿轮相比,其空间啮合理论较为复杂。通过研究基于UG的CAM功能,创建刀具、几何体以及程序,计算等高齿对数螺旋锥齿轮的刀具轨迹仿真,为实现齿轮的数控加工奠定基础。     

螺旋伞齿轮摆动辗压成形三维有限元模拟

螺旋伞齿轮高径比小,适合摆动辗压工艺成形。采用刚粘塑性有限元对螺旋伞齿轮摆动辗压工艺进行了模拟,获得了螺旋伞齿轮的摆动辗压变形规律、金属流动规律和载荷曲线。就螺旋伞齿轮锻件脱模问题,设计出轴承式凹模,当锻件被顶出时,凹模沿齿轮轴线做同步旋转,锻件被旋出凹模。     

从动螺旋伞齿轮精锻成形数值模拟和实验研究

对从动螺旋伞齿轮的精锻成形过程进行三维刚塑性有限元模拟和实验研究,得出了从动螺旋伞齿轮精锻过程的金属流动规律和变形力参数特征,获得了从动螺旋伞齿轮精锻工艺方法和成形力计算公式,为从动螺旋伞齿轮的精锻成形工艺的应用提供指导。