斜齿轮热成形过程中齿形充填机理及微观组织演化规律

发布时间：2024-02-07 01:37

　　斜齿轮具备传动平稳、啮合性好、承载能力大等特点,被广泛应用于船舶、汽车、航空航天等行业。传统的斜齿轮加工方法,材料利用率低、生产周期长、产品力学性能低,难以满足我国汽车及机械工业发展的需要。采用锻造技术生产斜齿轮,能缩短齿轮加工周期、改善齿轮机械性能。尽管如此,斜齿轮锻造成形技术仍然存在一些亟待解决的问题,其中最主要的是成形后期齿形角隅难充填、成形载荷大等问题。斜齿轮热锻成形是一种塑性变形过程,成形过程中的变形机理和特征受多种因素作用相互影响。因此,有必要对齿形部分金属的流动变形行为及微观组织演化规律进行分析,找到斜齿轮热成形过程中角隅难充填、成形载荷大的原因,指导斜齿轮热锻成形新技术的开发。本文首先利用有限元模拟软件DEFORM-3D建立了斜齿轮传统闭式热锻过程对应的变形-传热-微观组织演化耦合三维有限元模型,通过模拟软件提供的Flow-net及点追踪功能,对斜齿轮不同成形阶段齿形不同位置的流线变化状态、应力状态、应变类型进行了分析,发现齿形区网格流线变形程度较大,随着变形程度的增加处于三向压应力状态的金属不断增多,圆柱基体、齿槽部分罗德系数大于零,产生压缩类变形;齿根、齿形部分罗德...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1热力耦合有限元模型

10采用有限元模拟技术模拟斜齿轮传统闭式锻造成形过程，数值模型的前处理中各项参数的数值和类型都必须设置准确。为减少坯料在镦粗成形过程中的变形程度，本文将坯料直径设计为接近凹模齿顶圆的尺寸，具体为φ32mm。坯料体积根据体积不变原理来计算，最终坯料的尺寸确定为φ32mm×26.8m....

图2-2斜齿轮热精锻载荷行程曲线

11模分度圆处；凸模压下量为80%时，坯料接触凹模齿根部分；凸模压下量为100%时，成形过程完成。图2-2斜齿轮热精锻载荷行程曲线2.3.2基于Flow-net齿形区金属流动规律Flow-net为有限元模拟软件DEFORM-3D后处理模块中的一个金属流动分析功能，在后处理文件中，....

图2-3不同变形阶段各截面位置分布图

12(a)35%(b)70%(c)80%(d)100%图2-3不同变形阶段各截面位置分布图图2-4截面最小研究单元分区示意图不同成形阶段，所选5个横截面上对应的圆形网格流线变化规律分布图，如图2-5所示。凸模压下量为35%时，各截面圆柱基体部分圆形网格流线分布均匀，流线之间的距离....

图2-4截面最小研究单元分区示意图

12(a)35%(b)70%(c)80%(d)100%图2-3不同变形阶段各截面位置分布图图2-4截面最小研究单元分区示意图不同成形阶段，所选5个横截面上对应的圆形网格流线变化规律分布图，如图2-5所示。凸模压下量为35%时，各截面圆柱基体部分圆形网格流线分布均匀，流线之间的距离....

本文编号：3896542