【摘要】：齒輪精密成形具有產(chǎn)品性能好、生產(chǎn)率高、生產(chǎn)成本和能耗低、環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn),但目前的成形方法由于成形力大,國(guó)內(nèi)外尚無大模數(shù)齒輪精密成形用于實(shí)際生產(chǎn)的報(bào)道。本文圍繞降低成形力、提高成形精度進(jìn)行了以下幾方面的研究: 提出了以“開放鐓擠”和“軸向?qū)Я?徑向分流”為主要內(nèi)容的直齒圓柱齒輪開放成形新方法,并對(duì)新方法的內(nèi)涵進(jìn)行了研究:在影響塑性成形力的諸因素中,如金屬的流動(dòng)應(yīng)力、坯料與模具的接觸面積、摩擦力的大小和金屬在模具中可自由流動(dòng)的空間等,發(fā)現(xiàn)金屬在模具中可自由流動(dòng)的空間是影響成形力最主要的因素,為直齒圓柱齒輪精密塑性成形新方法的研究從理論層面提出了研究方向;“開放鐓擠”的開放量與隨后的整形量是一對(duì)相互制約的參數(shù),在一定條件下有一個(gè)最佳值;通過“逐次控制變形”方法合理分配溫成形和冷整形的變形量,可進(jìn)一步降低開放成形力,并成形出高精度的齒輪;“推擠成形”從模具結(jié)構(gòu)上保證了“軸向?qū)Я?徑向分流”新方法的實(shí)現(xiàn),并且坯料成形后直接從凹模下方推出,解決了齒輪精密成形頂出力大的問題。 用商業(yè)化軟件對(duì)開放成形過程進(jìn)行了數(shù)值模擬分析,結(jié)果表明:開放鐓擠成形時(shí)齒形開放率是影響成形力最主要的因素,它不依齒輪參數(shù)、設(shè)備工作參數(shù)變化而改變。成形時(shí)摩擦力的減小、齒輪中心孔徑的增大也可明顯降低成形力,變位系數(shù)的增加將有利于成形力的降低。實(shí)驗(yàn)證明,數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)際成形情況較吻合,誤差小于 8%。并提出了齒形開放率與單位成形壓力之間的關(guān)系,該關(guān)系式在開放率小于 80%時(shí)與數(shù)值模擬結(jié)果吻合度較好,尤其是開放率小于 10%時(shí)誤差小于 5%。 當(dāng)齒形開放率為 5%左右時(shí),不但成形出的齒形質(zhì)量好,而且避免了成形力的陡增。本文提出的齒形開放率與單位成形壓力之間關(guān)系式不但具有理論意義,而且有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 根據(jù)數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究,模數(shù)在 2～6mm 之間時(shí),推擠整形較佳工藝及模具參數(shù)為:齒形整形量在能夠發(fā)生塑性變形的前提下越小越好,凹模錐角為 5o～7o,定徑帶的高度為 5～8mm。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號(hào)】：TH132.41
【圖文】：

圖 1.1 傳統(tǒng)齒輪加工工藝流程圖統(tǒng)的生產(chǎn)方式，材料浪費(fèi)嚴(yán)重，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，生產(chǎn)率低，生產(chǎn)成本高新的制造技術(shù)，對(duì)其進(jìn)行改造和提升。世紀(jì)八十年代末，國(guó)內(nèi)外提出了用塑性成形的方法直接成形齒形，即力剃齒、滾壓成形、精密鍛造等方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工來成形齒輪剃齒限于加工寬度小于 6mm 的齒輪，和普通加工方法比較起來，材

中北大學(xué)博士學(xué)位論文1990 年美國(guó) Battle 公司利用“推著穿過”原理進(jìn)行了擠壓直齒圓柱齒輪成形的研究。雖有報(bào)道美國(guó)伊頓公司精鍛直齒圓柱齒輪用于卡車和越野車的變速器和驅(qū)動(dòng)橋中，但直齒圓柱齒輪精密成形工藝還未成熟到完全走出實(shí)驗(yàn)室，并在大批量生產(chǎn)中普及應(yīng)用的地步。日本對(duì)齒輪的塑性成形研究非常重視，研究開展的早、研究院校和公司較多，成形理論和技術(shù)在國(guó)際上處于領(lǐng)先水平。早在 1984 年名 Nagoya 大學(xué)的 K.Kondo 和Numazu 國(guó)立技術(shù)學(xué)院的 K.Ohga 等人就用分流成形的原理對(duì)直齒輪的塑性成形作了研究，其成形原理如圖 1.2 所示[34-40]。第一步采用閉式鍛造，使齒形充填到分度圓，第

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本文編號(hào)：2714392