載重汽車(chē)用直齒圓柱齒輪冷擠壓模具強(qiáng)度及壽命研究.pdf

1、齒輪是汽車(chē)與機(jī)械領(lǐng)域最常見(jiàn)的傳動(dòng)部件，絕大部分汽車(chē)與設(shè)備主要傳動(dòng)部件都采用的是齒輪傳動(dòng)，直齒圓柱齒輪是齒輪傳動(dòng)中應(yīng)用最為廣泛的一種齒輪。直齒圓柱齒輪的加工方式目前主要采用傳統(tǒng)的切削加工，這不僅耗費(fèi)工時(shí)，材料利用率低，成本也較高。在目前激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)之下，傳統(tǒng)的加工方式已無(wú)法滿(mǎn)足低能耗高質(zhì)量的要求，而冷擠壓加工工藝由于其優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能的顯著優(yōu)點(diǎn)，開(kāi)始廣泛地應(yīng)用于直齒圓柱齒輪的加工中。在齒輪的冷擠壓成形過(guò)程中，模具承載著較大的單位擠壓力，

2、凹模也受到較大的圓周拉應(yīng)力，即使三層組合凹模，模芯也極易破裂。直齒圓柱齒輪冷擠壓模具易破裂的問(wèn)題嚴(yán)重阻礙了冷擠壓技術(shù)在齒輪成形中的推廣應(yīng)用。因此，如何避免模具破裂，提高模具強(qiáng)度及壽命是目前研究齒輪冷擠壓成形技術(shù)的關(guān)鍵。
　　本文以載重汽車(chē)用輪邊減速器直齒圓柱齒輪為研究對(duì)象，提出連續(xù)擠壓的冷擠壓工藝方案，并采用傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算的組合凹模進(jìn)行冷擠壓成形數(shù)值模擬分析；基于均勻過(guò)盈量組合凹模的失效分析，提出變過(guò)盈量的設(shè)計(jì)方法，通過(guò)對(duì)該方法的研

3、究，進(jìn)一步提出了組合凹模局部變過(guò)盈量設(shè)計(jì)方法，并對(duì)該方法進(jìn)行了深入的研究；采用響應(yīng)面法對(duì)組合凹模尺寸參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，確立了合理的組合凹模尺寸參數(shù),充分的發(fā)揮了材料的性能；針對(duì)齒輪金屬流動(dòng)規(guī)律及模具應(yīng)力分布規(guī)律進(jìn)行分析，研究了各工藝參數(shù)對(duì)齒輪成形質(zhì)量、模具應(yīng)力及模具溫度的影響規(guī)律。
　　根據(jù)有限元數(shù)值模擬結(jié)果，進(jìn)行了直齒圓柱齒輪的冷擠壓工藝試驗(yàn)及生產(chǎn)應(yīng)用，試驗(yàn)結(jié)果表明：冷擠壓加工的直齒圓柱齒輪成形質(zhì)量較好；模具擠壓次數(shù)達(dá)15萬(wàn)件后