基于数值计算的近净成形直齿锥齿轮齿形精度控制方法-论文.pdf

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1、中国机械工程第25卷第17期2014年9月上半月基于数值计算的近净成形直齿锥齿轮齿形精度控制方法许洪斌胡建军张卫青凌文凯1．汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室，重庆，4000542．重庆理工大学，重庆，400054摘要：针对塑性成形的直齿锥齿轮齿形精度不高、修形考虑不足的问题，提出了一种基于数值计算的近净成形齿形精度控制方法，并详细描述了其工艺流程。以轿车差速器行星锥齿轮为对象进行应用研究，进行了直齿锥齿轮的数字化建模、接触分析、塑性成形工艺有限元仿真和回弹计算。结果显示，在齿高方向上，回弹最小在鼓形处，往齿顶和齿根方

2、向回弹量逐渐增大，接近齿顶处达到最大回弹0．14mm。对模具型腔进行了二次修正的精度控制，使齿形偏离理论修形齿面的值降到一0．025mm以下。研究结果表明，采用该方法能够获得具有较高齿形精度的直齿锥齿轮产品。关键词：直齿锥齿轮；近净成形；数值计算；齿形精度；轴向修形中图分类号：TG315．2DOI：l0．3969／J．issn．1004—132X．2014．17．021ProfileAccuracyControlMethodofStraightBevelGearbyNearNetShapeProcessBasedonNum

3、ericalCalculationXuHongbinHuJianjunZhangWeiqingLingWenkai1．KeyLaboratoryofAdvancedManufacturingTechnologyforAutomobileParts，MinistryofEducation，Chongqing，4000542．ChongqingUniversityofTechnology，Chongqing，400054Abstract：Fortheproblemthattoothprofileaccuracywasnotre

4、quiredhighandmodificationwasnotfullofconsiderationinstraightbevelgearplasticformingprocess，astraightbevelgeartoothprofileaccuracycontrolmethodwasproposedwithnearnetformingbasedonthenumericalcalculation。thenadetaileddescriptionoftheprocesswascarriedout．Thecardiffer

5、entialplanetarygearwasstud—iedbydigitalmodeling，contactanalysis，formingprocessfiniteelementsimulationandspringbacklawcalculation．Theresultsdisplaythattheminimumreboundappearsatdrumandgraduallyincreasetothetoothpointortoothrootintheheightoftoothdirection．Maximumspr

6、ingbackisuptomaxi—mum0．14mm，andminimum0．02mmclosedtothetoothtop．TwicemodificationwascarriedouttOcontrolaccuracyoftoothprofileandthemaximumdeviationvalueisupto一0．025mmwhilethemin～imumwasclosetozero．Theresultsshowthatthismethodcanusethenearnetshapeprocesstoob—tainhi

7、gherprofileaccuracystraightbevelgearproducts．Keywords：straightbeve1gear；nearnetshape；numericalcalculation；profileaccuracy；axialmodifiCation0引言形减小30[1一。目前直齿锥齿轮的加工工艺已经逐渐由近净国内外有部分学者对直齿锥齿轮的近净成形成形代替传统的机械加工法，即采用金属塑性成技术进行了探讨，初步研究了冷成形齿形的工艺形特别是冷成形方法直接获得完整齿形。这样齿和模具设计，但着眼点一般

8、停留在成形工艺的确面不需加工即可使用，可使生产效率提高一倍以定上，未考虑成形加工过程中金属的变形、坯料回上，材料利用率提高40左右，批量生产成本降弹、模具弹性变形及不均匀性、模具的磨损等因素低30以上。塑性成形加工方法使金属三向受对齿形精度的影响，从而未对齿面的成形偏差进压，晶粒及组织变细，致密度提高，