齒輪軸熱鍛成形工藝數(shù)值模擬及實驗研究.pdf

1、齒輪軸是通用機械特別是工程機械傳動中的重要零件之一，其主要作用是支撐回轉(zhuǎn)零件，實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動并傳遞轉(zhuǎn)矩和動力，具備傳動效率高，結(jié)構(gòu)緊湊和使用壽命長等一系列優(yōu)點。傳統(tǒng)的齒輪軸生產(chǎn)方式是先鍛出階梯軸，再利用切削加工的方法得到齒形，浪費了大量材料和機加工工時，切削加工也降低了齒形部分的力學(xué)性能?，F(xiàn)在齒輪軸的生產(chǎn)方式已逐步由精密成形工藝取代切削加工，直接鍛出齒形，不僅節(jié)省了材料，還改善了齒輪軸的力學(xué)性能。
　　 應(yīng)用三維有限元數(shù)值模擬技術(shù)

2、研究齒輪軸的精鍛成形，可以獲得變形全過程的材料塑性變形行為、流動規(guī)律、溫度變化、幾何尺寸變化及成形件幾何質(zhì)量和缺陷、模具載荷等，為工藝參數(shù)的選擇和模具設(shè)計乃至在生產(chǎn)中應(yīng)用此項工藝提供詳盡的技術(shù)資料和理論指導(dǎo)；應(yīng)用數(shù)值模擬，可以縮短模具設(shè)計制造周期，提高模具可靠性。
　　 本文在UG上實現(xiàn)齒輪軸鍛件及熱成形模具的三維造型；設(shè)計齒輪軸熱鍛成形工藝方案.采用DEFORM軟件對單工步成形及多工步成形進行模擬分析，單工步成形時針對三種規(guī)格

3、的初始坯料進行模擬，根據(jù)模擬結(jié)果所顯示的成形狀況選擇最佳坯料規(guī)格。根據(jù)鍛件形狀提出四種預(yù)成形形狀，進行多工步成形模擬分析。綜合分析，選擇最佳成形工藝方案。
　　 分別進行等溫成形與非等溫成形的有限元模擬，分析溫度因素對成形情況的影響，總結(jié)出非等溫成形時鍛件及模具溫度場分布規(guī)律。改變坯料初始溫度、模具預(yù)熱溫度、壓下速度及摩擦因子等，分析這些工藝因素對齒形填充情況、成形力及模具受力狀況的影響，給出滿足齒輪軸熱鍛成形要求的工藝方案及模