锥齿轮闭塞成形工艺及实验研究

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随着汽车工业的飞速发展,对锥齿轮的质量和精度要求进一步提高。研究锥齿轮闭塞锻造成形技术高效节能的生产高精度锥齿轮具有重大的现实意义。本文围绕锥齿轮闭塞锻造成形若干技术问题,展开锥齿轮闭塞锻造成形工艺的实用化研究。针对行星齿轮,研究了基于普通液压机的行星齿轮冷闭塞锻造的可行性。采用有限元软件Deform-3D对该方案进行数值模拟,分析了齿形的充填性,得到应变场、速度场的分布特点及载荷曲线,讨论了坯料尺寸、摩擦系数和挤压速度对成形载荷的影响;设计了简易模具,采用铅试样进行物理实验,结果表明,普通液压机难于满足行星齿轮冷闭塞锻造工艺的要求。针对行星齿轮,进一步研究了基于液压模架的行星齿轮冷闭塞锻造工艺。分析了该方案的成形效果和载荷情况;基于正交试验设计,以降低凸模成形载荷为目标对冲孔连皮结构进行了优化,得到一组合理的冲孔连皮结构参数;引入分流型腔结构,进一步降低了成形载荷。实验验证了该工艺的合理可行性。针对大直径的半轴齿轮,分析了一次冷闭塞成形方案的充填性及载荷情况;根据局部加载思想设计了两次冷闭塞成形方案,并对该方案进行了改进;由于冷闭塞成形载荷过大,提出温冷复合成形工艺,分别分析了一次温成形和两次温成形的特点,针对冷整形设计了两种不同形式的整形量,对比分析了这两种整形量的充填情况、坯料应变分布、整形载荷大小和整形凹模应力分布情况,结果表明,整形量留在齿廓处进行整形时,齿形变形均匀,凹模受力小,模具寿命高。
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