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简论挤压齿轮冷挤压成形和模具优化网

收藏本文 2024-02-22 点赞:31392 浏览:144269 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:我国“十一五”规划纲要提出,“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20%左右、主要污染物排放总量减少10%。传统的直齿圆柱齿轮生产方式以切削加工和锻造加工为主,切削加工材料利用率低,锻造为高耗能加工方式,同时加工精度低。冷挤压加工可实现少无切削加工和常温加工,是实现工业节能减排的有效途径。由此,提升直齿圆柱齿轮零件冷挤压工艺水平和成形质量,优化模具结构设计都十分必要。本论文论述了有限元计算策略的原理和历程,对目前三种主要直齿圆柱齿轮的冷挤压加工策略分别进行了数值模拟浅析,得到各种策略的利弊。论述浅析了直齿圆柱齿轮冷挤压变形程度与直齿圆柱齿轮几何参数之间的联系,以此为基础浅析了径向直齿圆柱齿轮冷挤压和正挤压直齿圆柱齿轮中,齿轮的模数、齿数、过渡圆角半径等参数对冷挤压的影响,并浅析了毛坯网格数目、毛坯对称面等参数对模拟精度的影响。针对参数浅析结果提出齿轮冷挤压复合工艺。通过优化模具结构,可以生产出大模数和大齿数的直齿圆柱齿轮,同时可以在一副模具上完成直齿圆柱齿轮复合冷挤压工艺。数值浅析结果显示,与径向冷挤压齿轮相比,复合工艺可以使成形载荷降低70%—80%,直齿圆柱齿轮零件的充填结果得到根本性改善。影响直齿圆柱齿轮冷挤压件尺寸变化的主要因素为:模具的弹性变形和零件卸载后的弹性回复。结合直齿圆柱齿轮零件设计冷挤压模具,计算出直齿圆柱齿轮冷挤压模具的尺寸补偿值,并验证补偿结果,生产出合格的直齿圆柱齿轮零件。通过金相实验和数值浅析结果比较,论述了冷挤压直齿圆柱齿轮晶粒大小和分布与应变联系,以及硬度的分布情况。关键词:直齿圆柱齿轮论文冷挤压论文数值模拟论文优化设计论文复合挤压论文

    摘要6-7

    ABSTRACT7-12

    第一章 绪论12-23

    1.1 冷挤压技术12-16

    1.1.1 国内冷挤压生产和探讨近况13-14

    1.1.2 冷挤压技术进展走势14-16

    1.2 直齿圆柱齿轮介绍16-18

    1.2.1 主要参数和传动特点16-18

    1.2.2 直齿圆柱齿轮主要加工策略18

    1.3 直齿圆柱齿轮挤压加工18-22

    1.3.1 直齿圆柱齿轮挤压技术的进展18-19

    1.3.2 直齿圆柱齿轮挤压工艺探讨19-20

    1.3.3 直齿圆柱齿轮冷挤压的论述探讨20-21

    1.3.4 直齿圆柱齿轮精挤压技术的进展走势21-22

    1.4 论文探讨内容和作用22-23

    第二章 非线性有限元基础论述23-29

    2.1 引言23-25

    2.1.1 材料非线性的本构联系24-25

    2.1.2 几何非线性的应力张量25

    2.2 非线性方程组的解法25-26

    2.3 影响有限元计算精度的主要因素26-27

    2.4 DEFORM 介绍27-28

    2.5 本章小结28-29

    第三章 直齿圆柱齿轮冷挤压成形历程数值浅析29-61

    3.1 直齿圆柱齿轮冷挤压方式29-31

    3.2 直齿圆柱齿轮冷挤压方式的比较31-35

    3.3 直齿圆柱齿轮冷挤压变形程度论述浅析35-39

    3.4 直齿圆柱齿轮径向冷挤压模拟39-46

    3.4.1 材料属性设定40-41

    3.4.2 数值浅析历程设置41-46

    3.5 齿数对径向冷挤压直齿圆柱齿轮的影响46-52

    3.5.1 充填性能浅析46-49

    3.5.2 载荷—行程曲线浅析49-50

    3.5.3 主应力和等效应变浅析50-52

    3.6 模数对径向冷挤压直齿圆柱齿轮的影响52-53

    3.7 过渡圆角半径对径向冷挤压直齿圆柱齿轮的影响53-54

    3.8 DEFORM 中有限元网格和对称面的影响54-56

    3.9 工艺改善56-60

    3.10 本章小结60-61

    第四章 直齿圆柱齿轮零件模具设计和实验验证61-78

    4.1 直齿圆柱齿轮冷挤压零件的模具设计61-64

    4.1.1 模具结构设计61-62

    4.1.2 模具工作部分设计62-64

    4.2 实验验证64-69

    4.2.1 直齿圆柱齿轮冷挤压实验64-67

    4.2.2 直齿圆柱齿轮金相流线实验67-69

    4.3 直齿圆柱齿轮冷挤压实验结果浅析69-77

    4.3.1 实验结果和数值浅析结果比较69-73

    4.3.2 应变大小对晶粒的影响73-75

    4.3.3 硬度实验浅析75-77

    4.4 本章小结77-78

    第五章 直齿圆柱齿轮模具尺寸优化78-92

    5.1 尺寸精度影响浅析78-80

    5.2 模具的弹性变形浅析80-88

    5.2.1 弹性浅析前的设置80-81

    5.2.2 模具弹性变形和回复结果浅析81-85

    5.2.3 零件的弹性回复浅析85-88

    5.3 补偿轮廓曲线实验验证88-90

    5.3.1 补偿轮廓曲线绘制88-89

    5.3.2 直齿圆柱齿轮轮廓影像测量实验89-90

    5.3.3 影像测量结果浅析90

    5.4 本章小结90-92

    第六章 结论与展望92-95

    6.1 结论92-93

    6.2 展望93-95

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