車用花鍵齒套精密成形工藝及模具研究.pdf

1、本課題研究的花鍵齒套包括直齒圓柱齒輪和矩形花鍵兩部分,是車輛倒擋機構的關鍵零件,也是大批量生產的零件,其傳統(tǒng)的切屑加工方法材料利用率及生產效率低,產品成本高,同時由于金屬流線被切斷,降低了零件強度和使用壽命,隨著車輛行業(yè)對零部件質量要求的日益提高,切屑加工成形工藝已不適于該零件的生產。冷擠壓成形屬于少/無切削加工工藝,是成形花鍵齒套的一種先進工藝,但花鍵齒套冷擠壓成形易出現(xiàn)齒形充不滿及花鍵鐓粗等缺陷,因此分析其冷擠壓成形工藝及參數(shù),有助

2、于避免生產中各種缺陷的產生,對于提高模具設計質量、縮短模具設計周期、降低模具設計成本、提高零件的冷擠壓成形質量具有重要意義。
　　本文首先建立了DEFORM-3D中20CrMnTi的冷擠壓材料模型,與常用近似替代材料相比,提高了數(shù)值模擬的準確性。
　　通過對花鍵齒套冷擠壓成形工藝的分析,確定其冷擠壓成形工藝分為齒輪和法蘭盤部分擠壓成形及花鍵部分擠壓成形兩個工步。在研究齒輪及法蘭盤成形時,由于第一種方案成形力較大且存在齒形充填

3、不滿及易出現(xiàn)拉傷等缺陷,通過研究提出了第二種方案。方案二以金屬塑性成形最小阻力定律及流動控制成形技術(FCF)為理論基礎,提出了上模芯處增加凸臺結構和飛邊處設計階梯飛邊結構,通過數(shù)值模擬及正交試驗設計驗證該結構設計有效增加了材料向齒形部分流動的能力,能成形出齒形充填飽滿、無缺陷的齒輪,且成形力更小。研究花鍵部分成形時,由于花鍵的冷擠壓成形常出現(xiàn)入?？谔庣叴帧⒒ㄦI端頭充填不滿及齒根開裂等問題,因此,首先對影響這些缺陷變化的參數(shù)進行研究,然