圆柱斜齿轮锻造成形技术.pdf

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1、32DieandMouldTechnologyNo．32012文章编号：1001—4934(2012)03—0032—05圆柱斜齿轮锻造成形技术石文超，李晓冬，李伟，薛克敏(合肥工业大学材料科学与工程学院，合肥230009)摘要：介绍了圆柱斜齿轮塑性成形的2种方法，滚轧成形与浮动凹模成形。针对2种成形工艺，分别以不同型号的圆柱斜齿轮为对象进行了数值模拟与试验研究，探索了齿轮在不同工艺下，金属流动规律、成形缺陷及成形力等。结果表明：圆柱斜齿轮采用滚轧成形可有效避免脱模困难，且整个过程属于局部加栽，对设备要求简单。浮动凹模成形可有效降低成形载荷，较传统工艺载荷下降近3O个百分点，脱模时，

2、锻件齿形在模腔内沿螺旋方向做刚性平移运动，一定程度上保证了锻件的精度。关键词：圆柱斜齿轮；滚轧成形；浮动凹模；脱模中图分类号：TG316文献标识码：AResearchonthecoldforgingtechniqueofhelicalgearsSHIWen。chao，LIXiao-dong，LIWei，XUEKe-minAbstract：Twoforgingmethodsforhelicalgearsincludingrollingformingandfloatingdieformingwereintroduced．Aimedatthetwoprocesses，differentty

3、pehelicalgearswereresearchedbybothnumericalsimulationandphysicalexperiments．Characteristicsofmetalflowing，formingdefectsandformingloadwereanalyzedindifferentprocesses．Theresultsshowthat，bythemethodofrollingforging，thegearscanbeformedanddemouldingdifficultycanbeavoidedeffectively，andbecausethelo

4、adingmodeduringthewholeprocessislocalloading，simpleequipmentisneeded．Thefloatingdieformingcaneffectivelyreducetheformingload．Comparedwiththetraditionalprocessingload，theformingloadofthefloatingdiecanbereducedabout30％．Whendemoulding，thegearsmakerigidrotationalongthehelicaldirections，whichinsures

5、theprecisionoftheforgingtoacertainextent．Keywords：helicalgears；rollingforging；floatingdie；demoulding0引言性能均要求很高。目前斜齿轮的加工仍采用传统切削成形的方法。该种传统的工艺材料浪费圆柱斜齿轮是机械行业的重要零件，其形严重，生产周期长，生产率低，生产成本高，难以状复杂，材质、尺寸精度、表面质量及综合机械满足我国汽车和机械工业发展的需要。对圆柱收稿日期：2011-12—20基金项目：国家大学生创新性实验计划项目(091035909)，安徽省十一五科技攻关计划面上项目(08010202

6、132)。作者简介：石文超(1988一)，男，硕士研究生。模具技术2012．No．333齿轮采取冷锻成形的新工艺，具有切削加工无形过程中，需满足如下关系式。。。：可比拟的优点。通过该方法获得的齿轮锻件，sin由于金属受三向压应力，其内部疏松、微裂纹等d一d(1)缺陷得以锻合，工艺塑性得以改善。且金属纤sin21维沿齿形均匀分布，齿轮的使用寿命显著提式中：d——滚轧轮齿顶圆直径；高]。d——齿坯外径；目前齿轮冷锻成形研究主要用于圆柱直齿z，。——滚轧轮及斜齿轮锻件的齿数。轮和伞齿轮，斜齿轮由于存在一定的螺旋角，成根据体积不变原则，计算齿坯直径d。为19形后锻件出模较困难，因此该方面的研

7、究还比mm，成形过程中取轧轮齿数为36，模数1较少。针对圆柱斜齿轮的形状特点，介绍了对mm，螺旋角2O。。代人式(1)中，可得轧轮齿顶其采用浮动凹模成形和滚压成形的新工艺，分圆直径为38mm。析了各工艺参数对成形过程的影响，为开发圆1．3滚轧过程有限元建模柱斜齿轮冷锻塑性成形技术提供了参考。利用DEF()RM-3D有限元软件对斜齿轮滚1圆柱斜齿轮范成法滚轧成形轧过程进行数值模拟[5]。坯料选用20CrMnTi。采用刚塑性有限元法，将模具视为刚性体，齿轮为探