闭挤式精冲成形直齿轮的齿顶撕裂问题

运用有限元分析软件分析了闭挤式精冲直齿轮齿顶端和齿根端剪切变形区材料的应力应变状态,以及凸凹模间隙、反顶力和外环填充率对齿顶撕裂的影响。结果表明:随着凸模下行,齿顶处静水压应力逐渐下降,齿顶附近侧面由于三面受摩擦力出现拉应力,导致静水压应力不足进而出现裂纹,另外加工硬化也会导致齿顶裂纹的出现;齿顶裂纹出现的几率与凸凹模间隙大小成正向关系,与反顶力和外环填充率大小成反向关系。研究发现,随着反顶力和外环填充率的增加以及凸凹模间隙的减小,可以有效控制裂纹的出现。     

直齿轮闭挤式精冲模具的失效分析

目的探索闭挤式精冲模具的失效情况及有效的防止措施。方法根据模具的受力特点,分析了闭挤式精冲模具的主要失效形式。通过实验、检测和金相分析,研究了模具失效的主要原理。结果总结出了防止模具失效、延长模具使用寿命的一些有效方法。结论闭挤式精冲凸模和主凹模失效主要发生在模具刃口处,改进模具结构,优化工艺参数,能减小模具受力,同时选择优质的模具材料也能减少失效。     

闭挤式精冲直齿轮模具结构优化设计

针对闭挤式精冲模具型腔压力大的特点,提出了降低型腔压力的分流降压腔设计思路,并采取了分别在模具和坯料上设置分流降压腔的方案。以35钢直齿轮的闭挤式精冲为对象,采用Deform-3D有限元软件分别模拟了在坯料和凸模上设置半径为1~8 mm的分流降压腔,以研究其对型腔压力的调节作用以及其对零件成形质量的影响。分析表明,坯料上设置分流降压腔能更有效降低模具在径向和切向的受力,且分流降压腔半径不易过大,恰当的降压腔半径能减少齿形件齿顶开裂。此外,为减少干摩擦,提出了在模具相应位置设置润滑油存储结构。最后,设计了带有分流降压腔和润滑结构的实验模具,并通过实验检验了模具的实用性。     

闭挤式精冲直齿轮时塌角的形成与控制

为了研究闭挤式精冲直齿轮时产生塌角的原因,通过有限元模拟和网格实验的方法,分析了闭挤式精冲直齿轮齿顶端和齿根端材料的流动特点,研究了精冲过程中的反顶力、分流降压腔和外环填充率对塌角成形的影响规律。结果表明:由于摩擦力引起的材料流动不均匀而导致直齿轮塌角的出现。塌角高度与反顶力、坯料外环填充率成反比,和分流降压腔成正比关系。因此,在闭挤式精冲过程中,适当增加挤压反顶力和坯料外环填充率大小,减小坯料分流降压腔尺寸可以有效减小塌角高度。     

闭挤式精冲直齿轮的材料流动分析

运用Deform-3D软件对闭挤式精冲直齿轮的材料流动特性进行数值模拟,分析了闭挤式精冲直齿轮成形过程中的反顶力对变形区材料流动特性和废料区涡流情况的影响。分析结果表明,反顶力可以有效延缓废料区材料涡流的消失,延迟拉应力出现,从而抑制产生早期裂纹;分析了齿顶、齿根面上材料流动情况,得出材料只在轴线方向流动,其他方向无明显流动,成形时齿根面受到的挤压作用大于齿顶面;观察齿轮成形试件的齿顶和齿根部无明显挤压纤维,验证了模拟结果的正确性。