大模数高厚度直齿轮精密成形工艺数值模拟及试验探讨

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摘要：行星轮作为运载机械中传递运动和载荷的旋转组件,在载重汽车、工程机械行业广泛使用。行星轮是一种大模数(m=4)、高厚度(h=60mm)直齿圆柱齿轮,此类齿轮还精锻生产先例。制定了大模数直齿轮热锻预成形—冷挤压成形—冷精整终成形的联合成形新工艺方案,并对成形了模拟分析和试验研究,为大模数直齿轮成形工艺实际应用了理论指导。基于Deform-3D,对直齿圆柱齿轮热锻预成形、冷挤压、冷精整各个工步了模拟研究。数值模拟及参数优化,了热锻预成形最佳齿形轮廓和始锻温度。对冷挤压工步成形数值模拟,分析了挤压径向入模角和轴向入模角对齿形充满、等效应力分布、成形力的影响,了最佳挤压径向入模角和轴向入模角分别为120°和180°硕士论文。基于中空分流成形原理,数值模拟分析了冷精整中心孔直径、精整量和回弹量对齿形充满、等效应力、成形力的影响,分别了经过优化的冷精整坯料中心孔直径为φ18,精整量为0.8mm论文提纲格式。数值模拟确定的工艺参数,为试验模具设计了可靠的依据,工艺试验的开展验证了数值模拟工艺方案的合理性,了图纸要求的直齿轮试验样件系统研究了大模数直齿轮各个成形工步变形规律,了技术上可行的成形工艺,即热锻预成形—冷挤压成形—冷精整联合成形,工艺可以实现大模数、高厚度直齿圆柱齿轮的锻造成形并理想的尺寸精度。研究成果对大模数、高厚度直齿轮精锻生产具有的理论指导论文参考文献。关键词：大模数论文高厚度论文直齿圆柱齿轮论文精密成形论文
摘要5-6
ABSTRACT6-7
目录7-9
章 绪论9-17

1.1 引言9

1.2 直齿轮锻造国内外研究现状和发展9-12

1.3 课题来源、研究内容和12

1.4 课题研究主要内容及技术路线12

1.5 有限元理论在塑性成形中的应用12-17

1.5.1 模拟软件在工艺分析中的作用14

1.5.2 模拟的基本假设14

1.5.3 模型的建立14

1.5.4 摩擦模型的建立14-15

1.5.5 网格畸变和重划分技术15

1.5.6 使用deform软件模拟的技术路线15-17

章 行星轮锻造理论研究及工艺路线的制定17-24

2.1 直齿轮成形工艺发展历程17-20

2.2 行星轮成形工艺路线分析20-23

2.3 小结23-24

章 工艺路线分析及数值模拟24-52

3.1 热锻预成形工艺分析及数值模拟24-35

3.

1.1 热锻工步设计难点与工艺分析24-25

3.

1.2 模拟模型的建立和参数的选取25-27

3.

1.3 热锻数值模拟结果分析27-30

3.

1.4 热锻工艺优化数值模拟30-35

3.2 冷挤压工步及数值模拟35-43
3.

2.1 冷挤压工步方案分析37-38

3.

2.2 冷挤压数值模拟结果分析38-43

3.3 冷精整工艺路线及数值模拟43-50

3.1 中心孔孔径大小对冷精整成形的影响43-44

3.2 冷精整工步数值模拟44-45

3.3 不同中心孔径数值模拟结果对比45-50

3.4 行星轮成形工艺数值模拟方案总结50-51

3.5 小结51-52

章 工艺试验设备选型及模具设计制造52-64

4.1 热锻工艺试验设备选型52

4.2 冷挤压和冷精整工艺试验设备选型52-53

4.3 热锻模具设计53-57

4.

3.1 模架结构设计53-54

4.

3.2 模具的选择54-55

4.

3.3 热锻模具加工55-56

4.

3.4 锻造温度的选择56

4.

3.5 热锻的润滑56-57

4.4 冷挤压模具设计57-61

4.1 冷挤压模架结构设计57-59

4.2 冷挤压模具的确定59-60

4.3 模具加工60

4.4 冷挤压的润滑60-61

4.5 冷精整模具设计61-63

4.5.1 冷精整模架结构设计61-63

4.5.2 冷精整模具的确定和润滑63

4.5.3 模具加工与制造63

4.6 小结63-64

第五章 热锻、冷挤压和冷精整工艺试验64-73

5.1 热锻试验64-68

5.

1.1 试验目的64

5.

1.2 坯料制备64

5.

1.3 试验64-66

5.

1.4 试验结果分析66-67

5.

1.5 试验方案的改进67-68

5.2 冷精整试验68-72
5.

2.1 试验目的68

5.

2.2 坯料制备68

5.

2.3 试验68

5.

2.4 试验结果分析68-72

5.3 冷挤压试验72
5.

3.1 试验目的72

5.

3.2 坯料制备72

5.

3.3 试验方案制定72

5.4 小结72-73
第六章 及展望73-75

6.1 73-74

6.2 展望74-75

参考文献75-78
致谢78-79
在学期间发表的学术论文和参加科研情况79-80