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本文研究的课题来源于河南省科技攻关项目——高精度轿车齿轮少无切削复合成形技术攻关研究。针对这一课题,本论文从现代先进制造技术角度出发,综合运用CADCAMCAE等计算机辅助技术对轿车齿轮的精密锻造成形技术进行了一定程度的研究,所完成的工作及取得的主要成绩如下:
(1)利用Pro/E Wildfire2.0的二次开发工具Pro/Toolkit和高级编程语言 VC++6.0,通过动态连接库,成功实现了行星锥齿轮的参数化设计。为后续CAE/CAM提供了精确、快速且可控制的三维模型。
(2)应用有限元数值模拟技术,以直齿锥齿轮冷闭式锻造成形工艺为例,对齿轮的成形过程进行数值模拟分析。揭示了其锻造成形规律,分析了模具受力和成形缺陷的成因,比较了影响齿形充填程度和成形力的工艺参数,优选出合理的工艺方案,实现了工艺及模具的优化设计。
(3)应用有限元数值模拟技术,对锥齿轮冷闭式锻造成形中的模具弹性膨胀变形和齿轮锻件出模后弹性回复变形进行了模拟分析。绘制了变形前后模具和锻件的齿形变化曲线,定量分析了两者对齿轮精度的综合影响,并制定了相应的反补偿法齿形修形方案对齿模进行了修形。
(4)根据齿轮高精度和高表面质量的要求,采用仿形精度高的多电极加工法对齿模型腔进行电火花加工。设计了相应的粗、中、精修模具加工电极,利用了CAM技术对电极进行高速铣削仿真加工,并进行了实际的加工实验,确保了模具精度要求。
本文最后对全文的研究工作进行了总结,得出的结论对提高轿车直齿锥齿轮的精锻工艺水平、提高锥齿轮的冷锻精度和综合应用CAD/CAM/CAE计算机辅助技术水平等方面具有一定的参考价值。