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直齿圆柱齿轮精密成形工艺研究

作　者: 卫星虎
导　师: 夏华
学　校: 重庆理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 精密成形圆柱直齿轮数值分析约束分流
分类号: TG61
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

齿轮是应用非常广泛的重要传动零件,其生产批量很大。它有两种加工方法,一种是机加工,另外就是塑性成形。传统的切削加工方法有很多缺点,材料利用率低,生产效率低,产品成本高,难以满足社会生产的需求。更重要的是金属材料的流线将被切断,产品的力学性能将大为减低。精密成形是一种齿轮少无切削加工的新工艺,它不仅可使齿轮加工的材料利用率由目前的40%左右提高到70%以上,而且齿轮强度也可以提高20%以上、生产效率提高大约40%左右。本文所研究的是直齿轮的精密成形技术。在我国,齿轮精密成形工艺还主要处于研究阶段。此种工艺的一个最大问题就是成形力陡增的现象,以及齿部塌角的缺陷。本文提出了浮动凹模—圆锥约束分流的方法,将圆锥作为约束分流的装置用于圆柱直齿轮的精密成形。采用该方法可以一次性成形得到齿轮。本文利用浮动凹模—约束分流的方法设计一套模具工装,并设计加工了试验装置。采用常温下具有低温金属相似力学特性的纯铝为材料,进行了试验研究。并借助先进的非线性数值模拟软件—Deform对镦挤预锻、孔分流、约束孔分流、的成形过程进行了模拟,分析了变形过程中一些等效应力应变分布图,力-行程曲线以及速度云图。从模拟及试验结果表明:采用浮动凹模—圆锥约束分流方法成形圆柱直齿轮能够提高齿形充填情况并有利于降低成形压力。本文所得到的成形过程中一些瞬间点的数值能够对实际生产设计起到一定指导意义。而在本文建立起来的齿轮墩挤模型的基础上,还可以具体应用到某一种成形方法,分析一些主要的设计参数对金属成形过程的影响,从而可以给工艺的优化设计一定的帮助。

直齿圆柱齿轮精密成形工艺研究

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