汽车齿轮冷挤压模具尺寸补偿数值模拟

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1、学兔兔www.xuetutu.com．材料．工艺．设备·汽车齿轮冷挤压模具尺寸补偿数值模拟★刘传根1赵军静z(1．上海工程技术大学；2．西南交通大学)【摘要】分析了齿轮冷挤压过程中影响齿轮精度的主要因素，提出采用数值分析方法计算齿轮凹模尺寸补偿值的算法和过程针对某汽车冷挤压齿轮进行了数值分析．得到了齿轮齿顶部分、齿根部分和渐开线部分的凹模补偿值。通过试验对冷挤压加工出的零件进行了影像测量，结果表明，按照数值补偿结果加工出的齿轮凹模可生产出合格的齿轮零件。主题词：汽车齿轮冷挤压模具尺寸补偿中图分类号：TG376．3文献标识码：A文章编号：1000—3703(2010)10

2、—0057—05DimensionCompensationSimulationofColdExtrusionMoldforAutomobileGearLiuChuangen，ZbaoJunjing。(1．ShanghaiUniversityofEngineeringScience；2．SouthwestJiaoTongUniversity)【Abstract]Themajorfactorsthatinfluencetheprecisionofgearmanufacturingduringtheprocessofcoldextrusionhavebeenanalyzed．

3、Andthenumericalanalysisarithmeticandprocesswhichareusedtocalculatethesizecompensationofgearfemaledieareputforward．Numefic~analysisismadetothecold-extrudedgear，fromwhichthesizecom—pensationsofdiewhichformstheaddendum，thededendumandtheinvolutepartofthegearareobtained．Bytest，sizeofthecompon

4、entsobtainedwithcoldextrusionisobtained，theresultsshowthatthataneligiblegearcanbeproducedwiththefemalediewhichismachinedwiththenumericalcompensationmethod．Keywords~Automobile，Gear，Coldextrusiondie，Dimensioncompensation过分析与试验对齿轮冷挤压模具进行补偿值计算．1前言以从制造阶段减少齿轮的误差。目前．一台普通轿车采用的冷锻件总质量为40～2影响齿轮冷挤压尺

5、寸精度理论分析45kg，其中齿形类零件总质量达10kg以上。采用冷挤压生产齿轮比机械加工方法节约钢材20％～30％．2．1模具和零件弹性变形分析可降低成本约25％．且冷挤压齿轮具有沿齿廓合理分在汽车齿轮冷挤压生产中．圆柱齿轮精度为布并连续的金属流线，使抗疲劳强度提高20~／0以上_1lGB／T1009511—2OOl规定的9～10级齿轮冷挤压过在齿轮冷挤压过程中．因模具和锻件尺寸的波动会造程中模具和坯料受力较复杂，均承受很大压力．而且成锻件尺寸误差．如何减少误差是齿轮冷挤压技术迫由于该压力分布不均．一方面会使模具发生弹性膨切需要解决的问题。在模具齿形研究方面。孙月海f2

6、t31胀变形，另一方面坯料在挤压塑性变形时还会发生依据齿轮传动载荷与轮齿变形的关系．指出由于制弹性体积压缩，使得出模后零件又发生弹性恢复造误差而需要对齿轮进行修形，针对含误差的直齿图1为某汽车传动齿轮．其关键参数如表1所轮齿廓修形问题进行了试验研究：胡成亮研究了弹列。本文只针对该齿轮的大齿部分进行分析性变形行为下齿形凹模修正方法．创建了弹塑性一弹性三维耦合模型，同步计算了齿坯的弹塑性变形和模具的弹性变形，提出了反变形迭代修正法并用于修正齿形凹模。本文从数值分析与补偿角度．通图1某汽车传动齿轮示意基金项目：上海市重点学科建设项目资助(项目编号：J51402)。2010年第

7、10期学兔兔www.xuetutu.com．材料．工艺．设备．表1某汽车传动齿轮关键参数材料齿数Z模数m压力角齿顶圆直径齿根圆直径量棒间距16MnCr5250．820。21．67mm17．9mm22．13mm图2为该齿轮正向冷挤压时成型部分模具结关，并且一一对应，可表示为：构由于冷挤压变形是在高载荷情况下进行的．单f)：{D)。df)(2)位载荷最高可达2500～3000MPa．正向冷挤压齿轮式中，)为应力矩阵；}为弹性矩阵；d{J为应变时齿形部分是主要的塑性变形区域．工作带部分长矩阵。=2～4mm．所以在图2所示的成型凹模内(虚线区对于