低频振动辅助花键齿摆辗成形金属流动规律

为探明低频振动对摆辗花键齿金属流动的影响，对不同振型参数下的花键齿金属流动状况进行了数值模拟分析及实验研究。结果表明：工件主动变形区金属呈辐射状向四周流动，且工件边缘的金属流动最剧烈，高度方向上金属流动有明显的分流面，以分流面为基础，由上表面至下表面金属流动速度逐渐减小，离分流面越远的金属切向流动速度越小。低频振动可以有效地改善工件变形的均匀性和齿形的填充效果，频率和振幅越大，越有助于金属材料向轴向和径向流动，花键齿齿形的成形效果越好。振动辅助花键齿摆辗实验获得了齿形饱满、上下材料流动均匀的花键齿摆辗件，其结果与数值模拟的结果基本一致。     

楔横轧梯形螺旋齿轴金属流动规律

分析金属流动规律,是研究楔横轧螺旋齿成形规律的重要方法。采用DEFORM-3D有限元软件模拟梯形螺旋齿的成形过程,对不同截面上的分析点成形过程进行追踪,获得成形过程轧件径向、轴向金属流动规律。受模具齿形顶部及侧壁挤压作用,在不同位置,轧件上各螺旋齿底部径向金属变化基本相同,轧件齿顶径向流动差别稍大;大部分轴向金属流动量与初始点距轧件中心距离成正比,处于轧件侧壁处金属流动情况略有差别;轧件齿形两端部金属的轴向流动量较大,径向流动量较小。由实验轧件获得的金属流动规律与模拟结果一致。该金属流动规律对模具孔型设计提供了依据。     

基于齿顶分流的铜制齿环热锻成形工艺方案设计

以某款HMn64-8-5-1.5锰黄铜制齿环为研究对象,通过有限元模拟仿真,设计其热锻成形工艺方案并进行工艺实验验证。首先,通过等温热压缩实验获取HMn64-8-5-1.5合金在变形温度为873～1073 K、应变速率为0.01～10 s^-1及变形量为60%条件下的真应力-真应变数据,以此为基础,通过非线性曲线拟合构建其Hansel-Spittel本构模型。其次,应用该本构模型建立齿环热锻成形有限元模型,模拟仿真了该齿环热锻成形过程,分析得到花键齿齿尖处充填不饱满的原因为：金属充填花键齿型腔时,在齿尖处形成了封闭的空腔,从而出现憋气现象,导致齿尖处充填不饱满。最后,针对该问题提出一种齿顶分流的解决思路,即在原模具齿顶处设计分流槽。经数值模拟与工艺实验验证,采用该方法可以有效地解决齿环热锻成形后花键齿齿尖充填不饱满的问题。     

基于有限元法的精密锻造齿环齿顶折叠的研究

针对钢质同步齿环在精密锻造成形过程中出现的小齿齿顶折叠现象,应用刚塑性有限元理论,利用专业塑性成形模拟软件对同步环的成形过程进行了模拟,获得了齿顶折叠的形成过程与机理.针对齿顶折叠形成的特点,借助塑性成形模拟软件进行了工艺优化,使齿顶的成形方式由原工艺的挤扩成形转变为镦挤成形,消除了齿顶折叠现象,获得了无折叠的齿环锻件.生产试制验证了研究结果的可靠性.     

某同步器齿环热精锻成形工艺方案设计

提出同步器齿环两种不同的热精锻成形工艺方案,借助有限元分析软件Deform-3D,模拟了两种工艺方案下齿环的热精锻成形过程,分析比较了两种方案中的金属流动规律和应变分布规律。模拟结果显示:工艺方案1的成形末期,在定位键与侧壁结合处变形较剧烈,该处存在两个方向的金属汇流,从而导致该处产生折叠缺陷;采用方案2,定位键最后充填,充填方式为金属的径向和轴向复合流动,定位键与侧壁的结合处不存在两个方向上的金属汇流,因此不会产生折叠缺陷。工艺试验表明,采用方案1成形的齿环在定位键与侧壁的结合处有明显的折叠缺陷,采用方案2成形的齿环充填饱满、未见折叠缺陷。数值模拟结果与工艺试验结果相吻合,数值模拟可以为实际生产提供指导。     

板式同步环冲锻成形齿部填充的摩擦效应分析

针对某板式同步器齿环冲锻成形中齿部填充不足的问题,探讨了摩擦对金属流动的影响,提出了提高齿部填充的优化方案。研究表明,由于冲锻成形模结构与材料流动变形的特殊性,减小上、下模的整体摩擦并不利于齿部填充;将模具与板料的接触区划分为齿腔内区和压边接触区,齿腔内区的摩擦对填充性的影响类似传统模锻,即摩擦越小越利于填充;压边接触区的摩擦则阻碍金属外流,增大了齿部成形时的静水压力,使齿形更加饱满;增加阻力台能获得比调整摩擦更佳的齿部填充效果,但成形载荷会大幅提高。     

直齿圆柱齿轮冷挤压可控运动凹模成形工艺

为降低直齿圆柱齿轮冷挤压成形载荷和改善齿形角隅部分充填性,在分析直齿圆柱齿轮成形过程中金属流动特性基础上,提出了采用可控运动凹模的成形工艺。利用Deform-3D软件对此成形工艺过程中的金属流动规律、成形载荷、成形缺陷进行了数值模拟分析,并对该工艺进行了优化。分析结果表明,当凹模速度为冲头速度的1/2时,成形过程中齿形充填均匀、齿形角隅部分充填饱满,成形载荷最小,较传统单向挤压成形载荷降低了约20%。对优化后的成形工艺进行了成形试验研究,试验成形齿轮齿形饱满,无塌角缺陷,试验结果与模拟结果基本吻合。     

花键轮精密锻造成形的数值模拟及实验研究

花键轮不同于一般齿形件的地方在于其内外都带有花键齿,针对内外带齿花键轮的多种精密锻造成形方案进行研究.拟定了使其内、外花键齿都能良好成形的精锻工艺并设计了相应的成形模具,并采用Deform-3D软件进行了数值模拟.模拟结果表明:花键轮内外齿形充填良好,等效应力与应变分布合理,总成形力较小约为279 kN.结合模拟结果与工艺特点分析可知,花键轮内齿相对外齿较难成形,采用分流导流既能使内齿成形好,也能明显降低总成形力.实验结果进一步验证了该工艺与模具很好地改善了较难成形的齿端角隅部的充填效果.     

间隔衬套温精锻成形工艺方案设计

某款间隔衬套下端因其具有8个异形齿爪而在加工过程中较难成形,针对该问题设计了两种成形工艺方案,并借助有限元分析软件模拟两种方案下间隔衬套的成形过程及齿爪处的金属流动情况,量化比较了两种方案中齿爪的充填效果。模拟结果表明:初步成形工艺方案中,齿爪的充填以轴向挤入为主,其金属流动较差、充填效果不饱满,齿爪外侧充填较内侧的差,外侧最大不饱满高度约为1.5 mm,内侧最大不饱满高度约为1.0 mm,达不到后续机加工的要求;改进工艺方案中,齿爪的充填方式为金属轴向挤入和周向流动的复合充填,外侧最大不饱满高度降至0.4 mm,改善效果明显。应用改进工艺方案进行工艺实验,其试制产品和模拟结果具有较好的一致性,锻件可以满足后续机加工的设计要求。     

精密锻造汽车变速箱同步器齿环变形抗力的研究

一、前言齿环是汽车变速箱同步器的关键部件之一,理想的成形工艺是精密锻造。为了合理的选择设备吨位,掌握飞边尺寸对锻件充填性及变形抗力的影响,精确地计算毛坯尺寸,合理地设计模具,研究精锻齿环的变形抗力是很有必要。二、齿环精锻成形时的金属流动分析精锻齿环的毛坯为环形铜坯。其成形过程是先把毛坯加热至850℃,模具预热至100～200℃,然后将毛坯置于凹模模膛内。在300T的摩擦压力机上锻造成形。金属流动可分成三