圓柱直齒輪溫精鍛過程模擬及凹模工作應(yīng)力計算的研究.pdf

1、齒輪精鍛成形較傳統(tǒng)的切削加工具有材料利用率高、生產(chǎn)效率高、制件力學(xué)性能好等優(yōu)點，齒輪精鍛已成為國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點。本文借助DEFORM-3D有限元模擬軟件，結(jié)合傳統(tǒng)凹模力學(xué)分析方法，對齒輪溫精鍛的凹模受力分析和應(yīng)力計算展開研究。
　　 本文在論述溫精鍛+冷精整的齒輪精鍛工藝和模具結(jié)構(gòu)特點的基礎(chǔ)上，運用三維造型軟件Pro/E4.0對圓柱直齒輪進行參數(shù)化建模，并構(gòu)建了齒輪溫精鍛模具的主要零件實體模型。運用DEFORM-3D軟件建立

2、了坯料外徑定位、浮動凹模結(jié)構(gòu)的齒輪溫精鍛三維有限元模型，運用數(shù)值模擬方法分析齒輪的成形過程和凹模齒腔的角隅充填狀況，分析了不同成形時刻坯料應(yīng)力和應(yīng)變分布規(guī)律和溫度場的變化。
　　 運用DEFORM-3D有限元模擬軟件，對齒數(shù)為36，模數(shù)分別為2、4、5(Ⅰ組)和模數(shù)為2，齒數(shù)分別為18、36、72(Ⅱ組)二組圓柱直齒輪的溫精鍛過程進行模擬分析，從得到的上模塊載荷行程曲線中，計算出最大單位成形力。論文假設(shè)坯料在塑變區(qū)，最大單位成形

3、力即為凹模的最大工作載荷，由此計算凹模工作載荷與坯料的流動應(yīng)力的比值。結(jié)果表明：對Ⅰ組齒輪，其比值分別為5.3、5.7、6.0；對Ⅱ組齒輪，其比值分別為5.0、5.3、4.7；由此初步得出模數(shù)在2～5間的大模數(shù)齒輪溫精鍛時，凹模的工作載荷是坯料的流動應(yīng)力的5～6倍。
　　 論文進一步對Ⅰ組、Ⅱ組圓柱直齒輪溫精鍛凹模受力進行了有限元模擬分析，得到了凹模在成形過程中受到的最大等效應(yīng)力。同時，分別選取凹模型腔齒形的齒根圓直徑、分度圓直