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直齿圆柱齿轮精密锻造工艺分析及数值模拟

发布时间:2018-07-07 15:58

  本文选题:直齿圆柱齿轮 + 精密锻造 ; 参考:《安徽工业大学》2017年硕士论文


【摘要】:直齿圆柱齿轮作为重要的机械传动零件之一,在汽车、航空等各个领域发挥着重要的作用,随着社会的迅速发展,传统的切削加工已远远满足不了市场的需求,因此,国内外专家和学者加大对直齿圆柱齿轮工艺的研究开发,齿轮精锻成形技术得到了迅速的发展与应用,精密锻造成形成为一种高效、高精度、低成本的成形工艺。本文通过对比三种不同成形方案,应用有限元数值模拟软件分别对孔分流成形、浮动凹模成形以及闭塞锻造成形工艺进行数值模拟分析,研究结果表明:采用闭塞锻造成形工艺,在上、下冲头的作用下,齿形中部优先形成,并同时向齿轮上、下两端角隅处流动,金属流动的均匀性更好,有利于上、下两端角隅的填充,而分流法与浮动凹模成形工艺,由于上凸模的作用下,会导致上、下两端角隅填充不均匀,同时所需的挤压力也比较大。分流法和浮动凹模法仍存在齿形填充困难以及成形载荷较高等问题。同时,本文对比分析了三种成形工艺下齿形处的等效应力与最大主应力。研究了闭塞锻造成形过程中挤压速度、坯料初始温度对挤压力的影响,挤压速度的大小对挤压力的影响较小,而坯料初始温度对挤压力影响较为明显,最后对锻件成形过程中进行点跟踪与缺陷分析。因此,通过数值模拟对比分析表明直齿圆柱齿轮闭塞温锻成形具有良好的工艺性能,为以后生产应用提供了理论依据。
[Abstract]:As one of the important parts of mechanical transmission, spur gear plays an important role in automobile, aviation and other fields. With the rapid development of society, the traditional cutting can not meet the needs of the market. Experts and scholars at home and abroad increase the research and development of spur gear technology, gear precision forging technology has been rapid development and application, precision forging has become a high efficiency, high precision, low cost forming process. In this paper, by comparing three different forming schemes, the finite element numerical simulation software is used to simulate and analyze the hole flow forming, floating die forming and block forging process respectively. The results show that under the action of upper and lower punch, the middle part of the tooth is formed preferentially by the closed forging process, and at the same time it flows to the corner of the gear at the same time, and the flow of metal is more uniform, which is beneficial to the upper gear, the lower end of the gear and the corner of the lower end of the gear. The filling of the corner of the lower two ends, and the split method and the forming process of the floating concave die, due to the action of the upper punch, will lead to uneven filling of the corner at the upper and lower ends, and the extrusion pressure required is also relatively large. There are still some problems such as tooth filling difficulty and high forming load in split flow method and floating die method. At the same time, the equivalent stress and the maximum principal stress at the tooth profile under three forming processes are compared and analyzed in this paper. The influence of extrusion speed and initial temperature of billet on extrusion pressure is studied. The influence of extrusion speed on extrusion pressure is small, while the influence of initial temperature of billet on extrusion pressure is obvious. Finally, point tracking and defect analysis are carried out in forging forming process. Therefore, the comparison and analysis of numerical simulation show that the closed warm forging of spur gear has good technological performance, which provides a theoretical basis for future production and application.
【学位授予单位】:安徽工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TG316

【参考文献】

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本文编号:2105471

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