45號(hào)鋼非對(duì)稱齒輪溫鍛成形工藝研究.pdf

1、齒輪是機(jī)械機(jī)構(gòu)中最常用的傳動(dòng)零件，其傳動(dòng)穩(wěn)定，性能可靠，在工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。非對(duì)稱齒輪是一種為了提高齒輪抗彎強(qiáng)度而設(shè)計(jì)的新型齒輪，其特點(diǎn)是具有兩個(gè)不同的壓力角，對(duì)應(yīng)兩條互不對(duì)稱的漸開(kāi)線，該種齒輪具有體積小，質(zhì)量輕，承載能力大等優(yōu)點(diǎn)。齒輪的加工方式分為機(jī)械加工和塑性成形兩種。采用塑性成形工藝生產(chǎn)齒輪具有提高原材料利用率和生產(chǎn)效率，增加齒輪力學(xué)性能等優(yōu)點(diǎn)，因此探索非對(duì)稱齒輪的塑性成形工藝具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　非對(duì)

2、稱齒輪結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用塑性成形工藝進(jìn)行加工存在成形載荷過(guò)大、模具壽命不高、齒形填充不滿等問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題，本文提出徑向溫?cái)D壓非對(duì)稱齒輪的工藝，通過(guò)數(shù)值模擬和物理實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式，從溫鍛成形參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化，以此來(lái)減小成形載荷及改善齒形角隅部分的充填情況。
　　通過(guò)四因數(shù)四水平的正交實(shí)驗(yàn)方案，研究坯料溫度、模具溫度、成形速度和摩擦系數(shù)這四個(gè)溫鍛成形參數(shù)對(duì)最大成形載荷的影響規(guī)律，其中坯料溫度對(duì)成形載荷的影響最大，摩擦系數(shù)

3、對(duì)成形載荷影響最小。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)還得出最優(yōu)的成形參數(shù)組合為：坯料溫度800℃，模具溫度250℃，成形速度30mm/s，摩擦系數(shù)為0.15。
　　研究非對(duì)稱齒輪成形過(guò)程的金屬流動(dòng)和變形規(guī)律，在此基礎(chǔ)上對(duì)成形模具進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；利用鉛塊成形實(shí)驗(yàn)對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果顯示采用優(yōu)化后的成形模具能大幅減小成形載荷及改善齒形角隅部分的充填情況。根據(jù)彈塑性力學(xué)原理，設(shè)計(jì)了組合凹模代替整體式凹模以保護(hù)模具。以45號(hào)鋼為坯料，使用設(shè)計(jì)的模具工裝進(jìn)行