车辆齿形离合器毂塑性成形工艺设计与数值模拟研究

发布时间：2021-03-29 08:01

　　随着汽车行业的国际竞争日益激烈以及环境保护重视程度日渐提高,对汽车零部件设计与制造的轻量化、精密化、高效化、低能耗、低成本要求越来越高。近年来,自动变速器在车辆中的应用越来越广泛,在其关键零部位之一的离合器中,采用齿形离合器毂,可以降低自动变速器的重量,充分利用其内部空间,减少车辆使用中的能耗。齿形离合器毂属于表面积较大的阶梯型深筒类薄壁零件,其周向均布有齿形轮廓,且内外齿壁厚和侧齿壁厚不均,内外齿形圆角较小,外齿顶的位置还存在油孔。由于离合器毂需要与摩擦片等零件配合使用,对成形质量的要求高,其加工难度较大。目前,我国主要采用铸造成形并辅助大量的切削加工制造离合器毂,或者引进国外成套塑性成形技术和装备,甚至直接进口零部件。为提高相关产业的竞争力,高质量、低成本制造齿形离合器毂零件,研究精密高效塑性成形工艺极为必要。离合器毂齿成形是整个零件塑性成形的难点和技术关键。本文基于离合器毂零件结构特点的分析,制订了离合器毂塑性成形方案及完整工艺流程,并对主要工序进行相关参数分析和计算;特别针对毂齿塑性成形,设计了冲挤成形、轴向辊挤成形和滚轧三类成形方法及其多种成形工艺方案;鉴于数值模拟在塑性成形... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：121 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.2双离合自动变速器结构

第1章绪论111.4.3毂齿多点辊压成形本课题组公开的离合器毂齿多点滚压成形工艺与装置专利[31]，其成形原理如图1.8所示，筒形坯料从下端固定在齿形芯模上，限制筒形坯料轴向移动，并保证其随齿形芯模一起转动；在筒形坯料下方的周向均布滚轮组（3个或4个），并可以绕自身中心轴转动和径向前进、后退。当筒形坯料随芯模向下运动时，摩擦力带动滚轮转动，从而同时辊压出一组（3个或）毂齿形。一组毂齿成形完成后，滚轮组沿径向后退，分度机构控制芯模转动一定角度，滚轮组前进，芯模向下运动的同时滚轮转动辊压出第二组毂齿，直至所有齿形都成形出来。这种成形工艺通用性强，可以借助数控装备实现，但与前述整体轴向辊挤成形相比，生产效率低。1主轴2芯模3筒形坯料4滚轮5挡块图1.8离合器毂齿多点辊挤成形原理图Fig.1.8Schematicdiagramofclutchhubtoothmulti-pointrollingextrusion1.4.4毂齿滚打成形瑞士的GROB公司研究出一种离合器毂齿冷滚打工艺[44]，如图1.9，其工艺原理为将筒形坯料固定在齿形凸模上，凸模齿形轮廓与离合器毂内表面的齿形轮廓相配合，滚打轮的外型面与离合器毂的外表面相配合，两个滚打轮呈180°对称分布在筒形坯料两侧。滚打轮绕Z轴做高速旋转对坯料进行滚打，在滚打轮和凸模的作用下坯料局部产生塑性变形；滚打轮旋转滚打的同时凸模沿着X轴进给，滚打完成两个完整的齿形。凸模旋转一个齿的角度，成形下一对齿形，直到完成所有毂齿的成形。滚打成形出来的离合器毂毂齿表面硬度高，具有较高的疲劳强度和扭转刚度，常常

1.5 mm，外齿壁厚最小 2mm； （2） 毂齿内外齿形的圆角较小，R0.5 ~ R0.8； （3） 从筒形底部到阶梯筒，存在 106°的斜度； （4） 筒形的底部有直径较大的中心孔，与输出轴配合工作； （5） 侧壁毂齿上分布有油孔，方便液压油从油孔流进离合器的内部。 综上，离合器毂属于形状复杂、表面积大、筒壁周向均布毂齿的复杂阶梯型开口筒形件；有较高的成形质量要求，加工难度较大，所需成形工序较多。加工难点在于毂齿的成形。


本文编号：3107224