半轴齿轮温热精锻成形技术研究

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1、重庆大学硕士学位论文r‘7的166半轴齿轮温(热)精锻成形技术研究⑧硕士研究生：张勇指导教师：周杰副教授学科专业：材料加工工程重庆大学机械工程学院二oo三年十一月重庆人学硕十学位论文中文摘要摘要闭塞式精锻工艺属于金属塑性加工的先进工艺，齿轮精锻就是通过精密锻造直接获得完整齿形，且齿面不需或仅需少许精加工即可使用的齿轮制造技术。它有效地改善了齿轮的组织和性能。精锻使金属三向受压，晶粒及组织变细，致密度提高，微观缺陷减少；精锻还使金属流线沿齿形连续均匀分布，提高了齿轮的机械性能。精锻齿轮的齿形精度能

2、达到精密级公差、余量标准，工件只需少量精加工就可进行热处理，提高了生产效率及材料利用率，降低了生产成本，大大提高了齿轮制造的市场竞争能力。近年来，随着计算机技术的飞速发展，闭塞式精锻技术也取得了巨大的进步。本课题以半轴齿轮为例，先利用模具CAD技术对半轴齿轮进行三维实体建模，然后应用FEM模拟技术等对半轴齿轮的成形过程进行数值模拟仿真。分析了金属存成形过程中各种场变量的变化，预测金属流动趋势，并就不同的凸、凹模结构及形状尺、r、连皮厚度、连皮相对于齿轮端面距离等对半轴齿轮的成形载荷、会属流动情况

3、(或充填性)以及模具寿命等的影响规律进行了研究，确定了最优的凸、凹模结构、连皮厚度以及连皮相对于齿轮端面的距离等工艺参数。进而根据优化出来的结果设计出了一套合理的温精锻工艺和基于800吨双动液压机的模具。最后利用优化结果进行了实验，并将数值模拟结果与实验结果进行比较，得出了以下主要结论：改进凹模结构，在齿模大端尖顶处设置尖角，成形时该失角可以起到容纳多余金属的作用，并确保齿廓面的完全成形：改进凸模结构，在凸模下端与顶杆上端加一大小、形状适当的凸台，分流，更有效的改善了齿形的充填条件；可对毛坯产生

4、一定的径向力，便于金属合理的连皮厚度和连皮位置对齿形的充填也起着重要的作用，当连皮厚度t=O．3d，h=O．51-I时，齿形的充满情况最好；锻件上小于925的孔，只要模具结构合理，锻出来更有利于齿形的充满。通过本课题的研究，将精密锻造理论，数值模拟仿真技术以及模具CAD／CAM技术结合起来，达到了提高生产效率、缩短产品开发周期、提高模具寿命、降低能耗和生产成本等目的。本课题的研究成果可以为其他锥齿轮的生产以及相关的模具设计提供理论和实践依据。关键词：半轴齿轮，闭塞式精锻，FEM模拟，齿形，实验研

5、究重庆大学硕十学位论文英文摘要ABSTRACTEnclosed—dieforgingprocessisoneoftheadvancedprocessesinthefieldofmetalforming．FulltoothofgearCanbeobtainedthroughprecisionforgingprocess，andthetoothneednoorlittleprecisionmachiningonly．ThestructureandperformanceofgearCanbeimpro

6、vedeffectivelythroughthisprocess．TheprocessCallmakematerialdepressedstressinthreedirections．SoitCallaUenuatecrystalgrains，improvethedensityanddecreasemicrocosmicdefects．Itcallalsomakemetallicfibrestreamlineofteethmorecontinuousandsymmetrical，andlcadt

7、otheimprovementofmechanicalperformanceofgear．Theprecisionofgearshapecancometoaveryhighlevel。Theworkpieceneedsonlyalittleofmachiningbeforeheattreatment．TheprocessincreasesproductivityrateandUSeratioofmaterials，decreasesthecostofproduction．Thereforethe

8、competingabilityofgearsisimprovedgreatly．Duringrecentyears，withtherapiddevelopmentofcomputertechnology，thetechnologyofenclosed—dieforginghasachievedgreatprogresses，【nthisresearchakindofhalfaxlegearwasintroduced．whosemodelWasmadebytheCADtechnology．The