载重汽车用齿轮冷挤压成形精度研究

发布时间：2017-10-02 23:40

  本文关键词：载重汽车用齿轮冷挤压成形精度研究

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【摘要】：直齿圆柱齿轮是汽车及机械行业中最常见的传动零件,其在工业生产中有着不可替代的作用。目前,直齿圆柱齿轮主要采用传统的滚齿及插齿等方法加工,机械加工不可避免地存在加工时间长、切削废料多、刀具磨损快等一系列问题。冷挤压技术是一种高效、低耗的塑性成形方法。采用冷挤压工艺加工齿轮不仅可以有效地避免机械加工工艺的不足,同时齿轮内部组织流线连续且表面无切削痕迹,因此其零件强度高、表面质量好,随着冷挤压技术的发展,在一定范围内使用的齿轮也越来越多地采用这种近(净)成形的方法加工。但由于齿轮挤压过程中金属流动的复杂性及不确定性,导致冷挤压齿轮的成形质量及成形精度无法满足工作要求,这严重制约了齿轮冷挤压技术的推广。因此,如何提高齿轮的成形质量和成形精度是冷挤压工艺制定的关键。本文以载重汽车用轮边减速器行星轮为研究对象,根据直齿圆柱齿轮的结构特点提出了“连续挤压+冷精整”成形工艺方案;对齿轮的成形过程进行了数值模拟分析,研究了齿轮在成形过程中的金属流动规律、应力应变分布规律,及各工艺参数对齿轮成形质量的影响规律;针对挤压过程中模具的弹性变形及挤压件的弹性回复进行研究,以保证齿轮的齿形精度为目标,提出了模具修形方法;提出了“冷挤压+精整”的工艺方法,以达到提高齿轮齿向精度的目的,并研究了冷精整过程中金属的变形行为及齿向精度的变化规律。根据数值模拟结果,进行直齿圆柱齿轮连续挤压及冷精整工艺试验。试验结果表明:合理的模具结构参数在保证成形质量的同时可以有效地降低成形力;对挤压模具型腔进行修形可以保证冷挤压齿轮的齿形精度;采用冷精整工艺可以改善齿轮的齿向精度。试验结果证明了数值模拟结果的正确性。
【关键词】：直齿圆柱齿轮 冷挤压 成形质量 成形精度 数值模拟 工艺试验
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U466;TG376.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 选题背景及意义9-10
• 1.2 冷挤压技术简介10-11
• 1.3 直齿圆柱齿轮加工工艺现状11-12
• 1.4 直齿圆柱齿轮冷挤压成形精度及研究现状12-15
• 1.4.1 齿轮冷挤压成形精度研究方法的介绍12-14
• 1.4.2 齿轮冷挤压成形精度研究现状14-15
• 1.5 论文的主要研究内容15-17
• 第二章 直齿圆柱齿轮冷挤压成形方案设计及有限元模型的建立17-29
• 2.1 研究对象结构特点分析17-18
• 2.2 成形工艺方案的设计18-21
• 2.3 成形方案数值模拟分析21-28
• 2.3.1 Deform-3D软件介绍21-22
• 2.3.2 有限元模型的建立22-25
• 2.3.3 成形结果的比较25-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 直齿圆柱齿轮冷挤压成形金属流动特性研究29-43
• 3.1 入模口齿根宽度C对金属成形的影响29-33
• 3.1.1 入模口齿根宽度C对齿轮前端塌角的影响29-32
• 3.1.2 入模口齿根宽度C对金属成形力的影响32-33
• 3.2 入模口半角α对金属成形的影响33-38
• 3.2.1 入模口半角α对齿轮前端塌角的影响33-35
• 3.2.2 入模口半角α对金属成形力的影响35-38
• 3.3 定径带长度L对金属成形的影响38-40
• 3.4 摩擦系数μ对金属成形的影响40-41
• 3.5 本章小结41-43
• 第四章 直齿圆柱齿轮冷挤压齿形精度与模具修形方法研究43-51
• 4.1 模具弹性变形对齿形精度的影响43-44
• 4.2 挤压件弹性回复对齿形精度的影响44-45
• 4.3 提高齿形精度的方法45-49
• 4.4 本章小结49-51
• 第五章 直齿圆柱齿轮冷挤压齿向精度研究51-61
• 5.1 齿轮一次挤压成形后齿向精度研究51-55
• 5.1.1 冷挤压齿轮齿向精度研究方法51-53
• 5.1.2 冷挤压齿轮齿向误差分布规律研究53-55
• 5.2 齿轮冷精整工艺研究55-60
• 5.2.1 齿轮冷精整原理55-56
• 5.2.2 齿轮冷精整数值模拟分析56-58
• 5.2.3 精整量对齿向精度的影响规律研究58-60
• 5.3 本章小结60-61
• 第六章 直齿圆柱齿轮冷挤压及冷精整工艺试验61-71
• 6.1 试验方案61-62
• 6.2 坯料及挤压前准备62-64
• 6.3 试验准备64-65
• 6.4 试验模具设计65-68
• 6.4.1 组合凹模设计65-67
• 6.4.2 模具结构的设计67-68
• 6.5 试验结果68-71
• 第七章 总结及展望71-73
• 7.1 全文总结71-72
• 7.2 展望72-73
• 致谢73-75
• 参考文献75-78
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果78

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本文编号：961838