本文關(guān)鍵詞：大型齒輪局部加載熱模鍛成形新工藝研究

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【摘要】：齒輪作為機(jī)械傳動(dòng)不可或缺的基礎(chǔ)零件之一,在機(jī)械制造的各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,金屬塑性成形方法受到越來越多的關(guān)注。其中,鍛造工藝逐漸被大規(guī)模用于各種齒輪的生產(chǎn)中,比起傳統(tǒng)的齒輪切削方法,齒輪的組織和性能得到有效改善,材料利用率和生產(chǎn)率也大大提高。對(duì)于大型齒輪而言,由于成形載荷過大使得鍛造技術(shù)的應(yīng)用受到限制。本文以大尺寸齒輪作為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)開發(fā)了一種新的齒輪成形工藝,并對(duì)該工藝進(jìn)行了分析與探討。在傳統(tǒng)齒輪鐓擠成形工藝的基礎(chǔ)上引入分流鍛造技術(shù),并采用局部加載方式,最終確定出大齒輪局部加載熱模鍛成形工藝方案。采用大型商業(yè)化軟件1 0對(duì)鍛造過程進(jìn)行數(shù)值模擬,通過調(diào)整模具結(jié)構(gòu)與齒輪坯料找到了一組滿足成形條件的坯料尺寸參數(shù),進(jìn)而分析了成形過程中的塑性變形特點(diǎn),包括金屬流動(dòng)規(guī)律、等效應(yīng)變場(chǎng)分布、位移場(chǎng)分布以及載荷行程曲線。另外,從齒輪填充狀況和成形載荷方面考慮,探討了摩擦因子、坯料特征參數(shù)、成形溫度等工藝參數(shù)對(duì)成形結(jié)果的影響。最后,通過實(shí)驗(yàn)對(duì)該工藝進(jìn)行了驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果基本吻合,為工藝的實(shí)用化提供了技術(shù)支持。針對(duì)本文所研究的成形工藝,利用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)不同模數(shù)齒輪的成形過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析得出影響不同模數(shù)齒輪成形的坯料尺寸主次因素,即坯料高度是影響成形的最主要因素,從而認(rèn)為模數(shù)越大越容易成形。
【關(guān)鍵詞】：大齒輪 局部加載 坯料形狀 熱模鍛
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG316;TG61
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 引言11
• 1.2 直齒圓柱齒輪簡(jiǎn)介11-14
• 1.2.1 主要參數(shù)11-12
• 1.2.2 齒輪的主要加工方法12-14
• 1.3 齒輪鍛造的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-18
• 1.3.1 冷鍛14-15
• 1.3.2 熱鍛15-16
• 1.3.3 溫鍛16-18
• 1.4 課題研究背景和意義18
• 1.5 課題研究主要內(nèi)容18-20
• 1.5.1 構(gòu)想與思路18
• 1.5.2 主要研究?jī)?nèi)容18-20
• 第2章 大型齒輪局部加載熱模鍛成形工藝原理20-27
• 2.1 引言20
• 2.2 鐓擠工藝20-21
• 2.3 分流鍛造思想21-23
• 2.3.1 孔分流與軸分流21-22
• 2.3.2 約束分流22-23
• 2.4 局部加載方式及其特點(diǎn)23
• 2.5 大型齒輪熱模鍛成形工藝原理23-25
• 2.5.1 熱模鍛成形工藝方案24-25
• 2.5.2 一工序一火鍛造工藝的優(yōu)點(diǎn)25
• 2.6 本章小結(jié)25-27
• 第3章 大型直齒輪局部加載熱模鍛有限元數(shù)值模擬分析27-50
• 3.1 引言27
• 3.2 DEFORM-3D功能特征及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)27
• 3.3 有限元模擬分析系統(tǒng)的建立27-32
• 3.3.1 幾何模型的建立及導(dǎo)入27-28
• 3.3.2 材料模型的建立28-29
• 3.3.3 有限元模擬模型的建立29-30
• 3.3.4 網(wǎng)格劃分30-31
• 3.3.5 摩擦模型的建立31
• 3.3.6 模擬控制參數(shù)的設(shè)置31-32
• 3.4 應(yīng)力應(yīng)變分布及變形的一般規(guī)律32-35
• 3.4.1 金屬流動(dòng)規(guī)律32-33
• 3.4.2 等效應(yīng)變場(chǎng)分析33-34
• 3.4.3 位移場(chǎng)分析34-35
• 3.4.4 成形載荷分析35
• 3.5 熱模鍛成形工藝參數(shù)的影響35-49
• 3.5.1 齒形充填判斷標(biāo)準(zhǔn)36-37
• 3.5.2 摩擦因子對(duì)成形的影響37-38
• 3.5.3 坯料形狀對(duì)成形的影響38-44
• 3.5.4 凸模預(yù)留中心孔對(duì)成形的影響44-47
• 3.5.5 成形溫度對(duì)成形的影響47-49
• 3.6 本章小結(jié)49-50
• 第4章 局部加載鍛造成形模擬實(shí)驗(yàn)50-55
• 4.1 引言50
• 4.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>50
• 4.3 實(shí)驗(yàn)方案50-54
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)方法50-51
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)材料及坯料制備51-52
• 4.3.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和模具52-53
• 4.3.4 實(shí)驗(yàn)步驟53-54
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 第5章 不同模數(shù)大齒輪熱模鍛成形規(guī)律研究55-61
• 5.1 引言55
• 5.2 制定有限元模擬方案55-58
• 5.2.1 模數(shù)為16和 25 的齒輪坯料參數(shù)55-56
• 5.2.2 模擬方案56-58
• 5.3 試驗(yàn)?zāi)M結(jié)果分析58-60
• 5.4 本章小結(jié)60-61
• 結(jié)論61-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 致謝66

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本文編號(hào)：711375