微型小齿轮热正挤压成形模具优化设计

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1、微型小齿轮热正挤压成形模具优化设计（宁德职业技术学院机电工程系福建宁德福安355000）魏炜1王彦军周少秋摘要：利用DEE0RM-3D软件对微型齿轮挤压成形模拟分析，优化关键模具结构和成形条件；采用拼接法设计模数m=0.125mm、压力角A=20°、齿数z=6、齿顶圆直径d=lmm微齿轮热挤压模具；采用H62黄铜坯料，在热模拟实验机上实现了650°C正向热挤压，得到质量良好的微齿轮。关键词：微成形；模具设计；微齿轮;热挤压OptimalDieDesignofMicro-gearForwardHot-extrusionWEIWei1,WANGYanjun，ZHOUShaoqiu(Mechan

2、icalandElectricalEngineeringDepartment,NingdeVocationalandTechnicalCollege,Fu’anFujian355000,China)Abstract:Micro-gearForwardHot-extrusionwassimulatedwithfiniteelementsoftware—DEFORM3D;MoldStructuresandtheformingconditionsweregraduallyImprovedwithSimulationresults;Thehotextrusiondiedesignofmicro-g

3、ear，whichhasmodulusm=0.125mm，pressureanglea=20°?numberofteethz=6，andtipdiameterd=lmm,wascarriedoutwithsplicingmethod.WiththebrassH62billetsat650°Ceisothermalconditions,themicro-gearforwardhotextrusionwascarriedoutbyusingthethermalsimulationmachine.Theextrusionmicro-gearhasverygoodshapeandperforman

4、ce.Keywords:Micro-forming;Diedesign;Micro-gear;Hot-extrusion0引言随着工业的快速发展，产品微型化和精密化成为工业界发展一大趋势。微型零件体积比较小、材料消耗低陪受青睐，由微零件组成的微系统占用空间小，便于实现集成，能发挥多功能、智能化的特点。微系统以及微零件机械加工系统正受到国内外制造业科技研究者高度关注，成为各国研究和投资的热点m。产品微型化和精密化趋势促进微系统的发展，再加上微电子的发展，使得微机电微型系统得到发展，这些发展大大的促进像超精密加工、X射线光刻、蚀刻、微电铸加工技术的发展。但是由于这些技术虽然讨以满足加工要求，但

5、生产效率低，周期长、成本较高，给使用者带来很大的经济负担，若不有新技术革新，会消极阻碍微型化产业要求。所以有部分人又把科技革新思维转14模具这种快速加工微成形方法上来。早在20世纪90年代，德国的FAU大学的Geiger利用传统的塑性加工手段生产特征尺寸在毫米量级以下的微型零件的技术［2］;2009年美国普渡大学用微细电火花加工的方法制造出直径1.7mm左右的微型齿轮［3］。近年来，屮国微成形方面的研究也取得显著成果。2007年上海交通大学国家模具CAD工程研究中心利用ZL101铝合金在572°C情况下挤压出2mm的微齿轮［4］;2010年西北工业大学设汁幵发了一种微挤压成形系统成形出了直

6、径1.6mm、齿数为6的微型齿轮［5］;2013年2月上海交通大学陈少东硕士学位论文《7丄101半固态微成形本构模型与微齿轮挤压关键技术研宂》中利用热挤压成形出齿顶圆直径力1.41mm的微型齿轮'本文将采用拼接法设计微成形挤压模具，用DEFORM软件对挤压成形的不同条件进行模拟分析，采用最优化的条件在热模拟实验机上进行热挤压实验，挤出齿顶圆直径为1mm微型齿轮。1模具设计优化1.1挤压口模根裾常规齿轮的设计参数，设计模数m=0.125mm、压力角A=2（T、齿数z=6、齿顶圆直径d=lmm挤压模设计如图1所示。微型小齿轮热正挤压成形模具优化设计（宁德职业技术学院机电工程系福建宁德福安355

7、000）魏炜1王彦军周少秋摘要：利用DEE0RM-3D软件对微型齿轮挤压成形模拟分析，优化关键模具结构和成形条件；采用拼接法设计模数m=0.125mm、压力角A=20°、齿数z=6、齿顶圆直径d=lmm微齿轮热挤压模具；采用H62黄铜坯料，在热模拟实验机上实现了650°C正向热挤压，得到质量良好的微齿轮。关键词：微成形；模具设计；微齿轮;热挤压OptimalDieDesignofMicro-gearForwardHot-