45號鋼非對稱齒輪溫鍛成形工藝研究.pdf

1、齒輪是機械機構(gòu)中最常用的傳動零件，其傳動穩(wěn)定，性能可靠，在工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。非對稱齒輪是一種為了提高齒輪抗彎強度而設(shè)計的新型齒輪，其特點是具有兩個不同的壓力角，對應(yīng)兩條互不對稱的漸開線，該種齒輪具有體積小，質(zhì)量輕，承載能力大等優(yōu)點。齒輪的加工方式分為機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，因此探索非對稱齒輪的塑性成形工藝具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　非對

2、稱齒輪結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用塑性成形工藝進行加工存在成形載荷過大、模具壽命不高、齒形填充不滿等問題。針對這些問題，本文提出徑向溫擠壓非對稱齒輪的工藝，通過數(shù)值模擬和物理實驗相結(jié)合的方式，從溫鍛成形參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)兩個方面進行優(yōu)化，以此來減小成形載荷及改善齒形角隅部分的充填情況。
　　通過四因數(shù)四水平的正交實驗方案，研究坯料溫度、模具溫度、成形速度和摩擦系數(shù)這四個溫鍛成形參數(shù)對最大成形載荷的影響規(guī)律，其中坯料溫度對成形載荷的影響最大，摩擦系數(shù)

3、對成形載荷影響最小。通過正交實驗還得出最優(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。
　　研究非對稱齒輪成形過程的金屬流動和變形規(guī)律，在此基礎(chǔ)上對成形模具進行優(yōu)化設(shè)計；利用鉛塊成形實驗對優(yōu)化結(jié)果進行驗證，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)計了組合凹模代替整體式凹模以保護模具。以45號鋼為坯料，使用設(shè)計的模具工裝進行