本文關鍵詞：檔位齒輪坯精鍛成形的數(shù)值模擬研究及工藝優(yōu)化

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【摘要】：檔位齒輪坯是一個中心對稱的圓餅類鍛件，是機動車變速箱重要的傳動部件。相對于常見的直齒輪坯，斜齒輪坯，錐齒輪坯等，，心部與外圓連接處的筋部齒形深而窄，且對零件的強度和疲勞壽命，位置精度有較高的要求，所以它是一種難度系數(shù)介于常見齒輪坯和齒輪之間的鍛件。隨著我國機械裝備行業(yè)的蓬勃發(fā)展，對齒輪的需求量越來越大，質量要求要求也越來越高，然而我國企業(yè)由于發(fā)展的不均衡性，導致產品質量參差不齊，普遍存在的質量缺陷如:折疊，刮料，充不滿，位置精度低等成為了制約我國齒輪精鍛技術的發(fā)展和普及的主要因素。 目前檔位齒輪坯的比較成熟的精鍛成形工藝有兩種：一種是開式精鍛，一種是閉式精鍛。開式精鍛是發(fā)展較早的精鍛技術，但由于工序繁多，產生大量飛邊，材料利用率低，能耗大等而逐步被閉式精鍛所取代，閉式精鍛不但材料利用率高，而且設備噸位較低，能耗較小，成形質量好。然而多數(shù)企業(yè)的技術人員仍是以一些成熟的經驗作為設計準則，試模周期較長，成本較高，耗能較大，而且不能綜合考慮成形缺陷形成的各個因素，造成設計結果與實際情況相差甚遠，從而給企業(yè)帶來了嚴重的經濟損失。 本文以重慶秋天齒輪有限公司生產的某三檔檔位齒輪坯為研究對象，經過深入研究該鍛件原始工藝方案的成形缺陷，利用分流原理提出了分流工藝方案，制定了預終鍛鍛件圖，設計了兩套分流模具結構，預鍛圓形分流上模和凹槽的分流下模（弧形凹槽和帶斜度凹槽），利用DEFORM-3D軟件建立了有限元模型對原始工藝方案和分流成形工藝方案過程進行數(shù)值模擬，分析對比兩個工藝方案的優(yōu)缺點。對原始方案的模具結構工藝參數(shù)如拔模斜度，圓角半徑，凸臺高度等進行了優(yōu)化設計，優(yōu)化后的方案鍛件筋部齒形成形效果良好，且預終鍛成形載荷較原始方案分別降低了約40%和20%。通過在300噸曲柄摩擦壓力機上預鍛成形，在400噸曲柄摩擦壓力機上終鍛成形進行生產試制，結果表明不僅缺陷得到消除，而且位置精度也達到設計要求，產品合格率高，驗證了優(yōu)化后分流工藝方案的可行性。 通過本課題的研究，把檔位齒輪坯精鍛成形過程與塑性有限元技術、數(shù)值模擬仿真分析技術有效的結合，研究了檔位齒輪坯精鍛成形工藝參數(shù)對實際生產中的折疊，刮料，充不滿等缺陷影響規(guī)律以及分流原理應用對成形載荷的優(yōu)化。解決了檔位齒輪坯閉式精鍛成形中的關鍵技術難點。本課題研究還對其他圓餅類鍛件閉式精鍛成形提供技術支持和設計依據。
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TG316;TH132.411

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