【摘要】：對于汽車制造業(yè)來說,如何開發(fā)出高質(zhì)量、低成本、短周期的汽車零件,是贏得汽車市場的關鍵。齒形件冷擠壓技術具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品性能優(yōu)、制造成本低等優(yōu)點而被廣泛應用于汽車制造業(yè)中。但是現(xiàn)有冷擠工藝成形齒形件時,存在齒形充填不飽滿,成形載荷大,模具壽命短等問題,尤其對于高齒高、大齒厚的齒形件。本文以汽車P檔棘輪外齒成形為研究對象,制定了外齒冷擠成形工藝,基于正交實驗的方法,得出了最優(yōu)的工藝參數(shù)匹配,探討了組合凹模的優(yōu)化設計,給出了模具應力分布及磨損狀況。其主要內(nèi)容和結論如下:根據(jù)P檔棘輪外齒尺寸和結構特點,采用對比分析的方法,制定了該零件外齒正向冷擠壓成形的工藝規(guī)程,在此基礎上,設計了合理的模具結構。采用正交實驗的方法,以成形載荷、齒形充填飽滿程度、下端面塌角長度、有效齒形長度為指標,借助Deform-3D有限元軟件、Minitab數(shù)據(jù)分析軟件,探究坯料外徑、凹模入模半角、摩擦系數(shù)和工作帶長度對外齒成形的影響規(guī)律,結果表明:凹模入模半角對P檔棘輪外齒成形影響最大,坯料外徑和摩擦系數(shù)次之,工作帶長度對成形結果幾乎沒有影響。獲得了工藝參數(shù)最優(yōu)組合,驗證了參數(shù)組合的可行性。針對組合凹模壽命短的現(xiàn)象,理論計算了組合凹模結構尺寸,結合黃金分割法和數(shù)值模擬技術,優(yōu)化了凹模內(nèi)圈和中圈的過盈量,確定最優(yōu)過盈量為0.42mm,得出凹模各圈等效應力分布情況及模具磨損情況,結果表明:優(yōu)化后凹模最大等效應力1660MPa,降低了29%,凹模齒形預成形表面邊緣磨損最嚴重,最大磨損量為3.010?10~(-6)mm,凹模齒根處磨損情況次之,模具壽命約為80000次。最后,對優(yōu)化后的工藝方案和組合凹模進行工藝試驗,試驗結果表明:冷擠出的外齒齒形與模擬情況幾乎完全吻合,下端面塌角長度?1.1mm,有效齒形長度?45mm,各項檢驗結果均在技術要求范圍之內(nèi),模具工作28000次后,凹模齒形預成形表面邊緣磨損量0.084mm,模具沒有開裂,磨損量在合理范圍之內(nèi)。驗證了優(yōu)化的正向冷擠壓P檔棘輪外齒工藝方案切實可行。
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U466
【圖文】：

圖 1.1 常見的冷擠壓件Fig.1.1 Common cold extrusion parts與凸模運動方向的關系，冷擠壓可以分為如屬流動方向與凸模運動方向相同，正擠壓可以類制品、齒輪齒圈等。屬流動方向與凸模運動方向相反，反擠壓可萬向節(jié)滑套等。部分金屬流動方向與凸模運動方向相同，部、壓縮機渦旋盤的擠壓，如汽車活塞銷、軸減徑擠壓又叫自由縮徑。減徑擠壓時，材料該種擠壓方法主要用于直徑相差不大的階梯

提出了直齒圓柱齒輪分流精密鍛造工藝，程中，多余的金屬流入分流孔，大大減小了成形載載荷，此外，提高了齒頂勻性。Hong 等[11]通過擴展彈性體的接觸公式，提出了一種側(cè)向擬合漸開線解析載荷分布模型。Numazu 等[12]成功在儀器、儀表中采用冷擠壓技術。此現(xiàn)冷擠壓工藝經(jīng)濟效益顯著，很快就把這種技術用本國的汽車和電氣制件中 Ohga K、Kondo 等人的基礎上進一步發(fā)展了分流技術，提出了齒形件孔分流，如圖 1.2，該方法可以進一步降低成形載荷、模具磨損，提高工件各部位(a) 孔分流開始狀態(tài) (b) 軸分流開始狀態(tài)

【參考文獻】

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本文編號：2733159