同步器齿环是一种非对称结构的、带有数个花键齿的环形薄壁型零件,主要用于汽车行驶的平衡变速换档。由于钢质同步环形状复杂,成形困难,锻造时极易产生填充不满、折叠等问题,如何合理设计锻造工艺与模具是一个难点。随着我国汽车工业的发展,同步齿环所需的数量相当大,但目前国内的技术水平很难满足要求。本文针对重型汽车、大客车上使用的钢质同步器齿环一次锻造成形的关键和难点问题进行了深入研究。这类同步器齿环的成形有一般锻造成形与精密成形的特点。由于同步器齿环的齿形是渐开线的,齿部圆角半径小,在成形过程中容易出现齿形部分充填不饱满。同时,锻造时模具受力相当复杂,特别是在齿根部,其成形圆角半径小,材料流动困难,模具寿命低。另外,齿形和外表面属于精密成形,成形之后不再进行机加工,对成形过程的工艺参数控制要求很高。论文利用计算机数值模拟手段,全面分析了汽车钢质同步环锻造成形工艺,对成形中材料的流动方式、成形过程、缺陷预测、模具结构优化进行了研究,为毛坯热成形工艺优化、模具修改提供理论依据,实现零件毛坯精化。另外,针对这类零件锻造成形的模具寿命问题,根据成形过程中出现的两类典型失效形式(早期断裂、磨损变形),从模具应力的角度重点对钢质同步环成形过程中凹模的寿命进行了研究。通过对同步齿环成形过程分析与缺陷预测,大大缩短了新产品开发周期,并为同类型产品的生产提供参考。