大型齿轮局部加载热模锻成形新工艺研究

发布时间：2017-08-21 06:33

  本文关键词：大型齿轮局部加载热模锻成形新工艺研究

  更多相关文章： 大齿轮 局部加载 坯料形状 热模锻

【摘要】：齿轮作为机械传动不可或缺的基础零件之一,在机械制造的各个领域应用十分广泛。随着技术的不断进步,金属塑性成形方法受到越来越多的关注。其中,锻造工艺逐渐被大规模用于各种齿轮的生产中,比起传统的齿轮切削方法,齿轮的组织和性能得到有效改善,材料利用率和生产率也大大提高。对于大型齿轮而言,由于成形载荷过大使得锻造技术的应用受到限制。本文以大尺寸齿轮作为研究对象,设计开发了一种新的齿轮成形工艺,并对该工艺进行了分析与探讨。在传统齿轮镦挤成形工艺的基础上引入分流锻造技术,并采用局部加载方式,最终确定出大齿轮局部加载热模锻成形工艺方案。采用大型商业化软件1 0对锻造过程进行数值模拟,通过调整模具结构与齿轮坯料找到了一组满足成形条件的坯料尺寸参数,进而分析了成形过程中的塑性变形特点,包括金属流动规律、等效应变场分布、位移场分布以及载荷行程曲线。另外,从齿轮填充状况和成形载荷方面考虑,探讨了摩擦因子、坯料特征参数、成形温度等工艺参数对成形结果的影响。最后,通过实验对该工艺进行了验证,实验结果与数值模拟结果基本吻合,为工艺的实用化提供了技术支持。针对本文所研究的成形工艺,利用正交试验设计对不同模数齿轮的成形过程进行了数值模拟。对试验结果进行分析得出影响不同模数齿轮成形的坯料尺寸主次因素,即坯料高度是影响成形的最主要因素,从而认为模数越大越容易成形。
【关键词】：大齿轮 局部加载 坯料形状 热模锻
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG316;TG61
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-20
• 1.1 引言11
• 1.2 直齿圆柱齿轮简介11-14
• 1.2.1 主要参数11-12
• 1.2.2 齿轮的主要加工方法12-14
• 1.3 齿轮锻造的国内外研究现状14-18
• 1.3.1 冷锻14-15
• 1.3.2 热锻15-16
• 1.3.3 温锻16-18
• 1.4 课题研究背景和意义18
• 1.5 课题研究主要内容18-20
• 1.5.1 构想与思路18
• 1.5.2 主要研究内容18-20
• 第2章 大型齿轮局部加载热模锻成形工艺原理20-27
• 2.1 引言20
• 2.2 镦挤工艺20-21
• 2.3 分流锻造思想21-23
• 2.3.1 孔分流与轴分流21-22
• 2.3.2 约束分流22-23
• 2.4 局部加载方式及其特点23
• 2.5 大型齿轮热模锻成形工艺原理23-25
• 2.5.1 热模锻成形工艺方案24-25
• 2.5.2 一工序一火锻造工艺的优点25
• 2.6 本章小结25-27
• 第3章 大型直齿轮局部加载热模锻有限元数值模拟分析27-50
• 3.1 引言27
• 3.2 DEFORM-3D功能特征及系统结构27
• 3.3 有限元模拟分析系统的建立27-32
• 3.3.1 几何模型的建立及导入27-28
• 3.3.2 材料模型的建立28-29
• 3.3.3 有限元模拟模型的建立29-30
• 3.3.4 网格划分30-31
• 3.3.5 摩擦模型的建立31
• 3.3.6 模拟控制参数的设置31-32
• 3.4 应力应变分布及变形的一般规律32-35
• 3.4.1 金属流动规律32-33
• 3.4.2 等效应变场分析33-34
• 3.4.3 位移场分析34-35
• 3.4.4 成形载荷分析35
• 3.5 热模锻成形工艺参数的影响35-49
• 3.5.1 齿形充填判断标准36-37
• 3.5.2 摩擦因子对成形的影响37-38
• 3.5.3 坯料形状对成形的影响38-44
• 3.5.4 凸模预留中心孔对成形的影响44-47
• 3.5.5 成形温度对成形的影响47-49
• 3.6 本章小结49-50
• 第4章 局部加载锻造成形模拟实验50-55
• 4.1 引言50
• 4.2 实验目的50
• 4.3 实验方案50-54
• 4.3.1 实验方法50-51
• 4.3.2 实验材料及坯料制备51-52
• 4.3.3 实验设备和模具52-53
• 4.3.4 实验步骤53-54
• 4.4 实验结果及分析54
• 4.5 本章小结54-55
• 第5章 不同模数大齿轮热模锻成形规律研究55-61
• 5.1 引言55
• 5.2 制定有限元模拟方案55-58
• 5.2.1 模数为16和 25 的齿轮坯料参数55-56
• 5.2.2 模拟方案56-58
• 5.3 试验模拟结果分析58-60
• 5.4 本章小结60-61
• 结论61-63
• 参考文献63-66
• 致谢66

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本文编号：711375