斜齿轮精密成形模具弹性行为分析与控制方法

发布时间：2024-09-28 19:40

　　斜齿轮是机械传动中较为常见的零件之一,齿形处带有螺旋角使其传动更加平稳,传动效率较高。目前斜齿轮的生产方式主要是机加工,而这种传统的生产方式普遍具有切断金属流线、材料浪费、生产效率低等缺点。精密锻造技术是利用金属的塑性来成形工件的特点可以解决上述问题,得到性能较好的齿轮零件。但由于斜齿轮复杂的几何形状,其成形载荷过大,导致模具易发生弹性变形,且过大的成形力使得工件表面上积聚过多的弹性变形能,在脱模后工件会发生较大的回弹。因此,为改善工件成形质量,对斜齿轮成形模具的弹性变形行为及工件的弹性回复现象展开研究是十分必要的。本文首先对成形载荷进行研究,采用上限法原理对单个齿形进行动可容速度场的建立,得到成形载荷理论计算公式,利用Deform-3D有限元软件模拟斜齿轮冷精密成形过程和工艺实验验证成形载荷理论公式的可靠性;之后将成形力作为已知边界条件,采用修正的主应力法对工模具接触面上的应力分布特点进行分析,得到凹模齿顶处及过渡区域的应力计算公式,同时对模具进行应力分析有限元模拟,得到凹模侧壁上的应力分布规律,通过理论值与模拟结果的对比来验证公式的可靠性;最后,基于所得模具应力理论计算公式,提出两种...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1斜齿轮闭式锻造成形模型

此时坯料完全压入凹模型腔内。由之前的荷曲线上的最大成形力位于成形终了阶段，而成模前的最终齿形，也是凹模弹性变形最大处，求析锻件的回弹现象及模具的弹性变形行为。因此性变形区动可容速度场。

图2-2斜齿轮单个齿形变形区三维图

图2-1斜齿轮闭式锻造成形模型锻成形力计算模型柱齿轮可以看作是一个旋转对称的几何体，因象来进行塑性变形分析，之后按照金属流动规2，其中齿形两侧区域因几何形状和受力情况图2-3中的①区和④区。

图2-3单个齿形变形区分区平面图

方便计算采用圆柱坐标系来对塑性变形区进行分析，状态时，坯料的直径等于齿轮齿根圆直径；具接触面间的摩擦系数是一个常数，保持不变；足体积不变原则和Mises屈服准则；续、均匀、各向同性的；过渡圆角部分体积相对整个变形区体积来说所占比例弧化简为直线，方便计算。

图2-4成形模具装配图

本文编号：4006258