齒輪冷鍛模具壽命和影響齒輪粗晶組織因素的研究.pdf

1、齒輪冷鍛成形工藝不僅具有節(jié)材、節(jié)能、成本低、效率高等顯著優(yōu)勢(shì)，而且冷鍛齒輪因金屬流線沿齒廓分布且組織致密，使得齒輪的強(qiáng)度、齒面的耐磨能力、熱處理性能和嚙合噪聲都比切削加工的齒輪優(yōu)越。但是在冷鍛過(guò)程中，由于金屬變形抗力過(guò)大導(dǎo)致模具壽命偏低，提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。而且齒輪在冷鍛后的熱處理過(guò)程中容易產(chǎn)生粗晶組織，影響了零件的使用性能。本文主要研究齒輪冷鍛的模具壽命和齒輪在冷鍛后的熱處理過(guò)程中的晶粒變化。
　　首先，本文對(duì)兩層預(yù)應(yīng)力組合凹

2、模進(jìn)行了受力分析。以厚壁圓筒理論為基礎(chǔ)推導(dǎo)了兩層組合凹模的最佳配合半徑和最佳配合過(guò)盈量，為預(yù)應(yīng)力組合凹模的設(shè)計(jì)提供理論支持。
　　其次，應(yīng)用有限元分析軟件Deform對(duì)齒輪冷鍛成形過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，對(duì)齒輪冷鍛成形中的模具進(jìn)行了應(yīng)力和應(yīng)變分析，分析了模具上容易產(chǎn)生疲勞破壞的區(qū)域，并推導(dǎo)了模具疲勞壽命計(jì)算公式，對(duì)模具壽命進(jìn)行了計(jì)算。根據(jù)上述分析，分別對(duì)齒輪冷鍛成形中的不同配合半徑和不同配合過(guò)盈量下的組合模具進(jìn)行了應(yīng)力和應(yīng)變分析，并對(duì)

3、模具壽命進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)果表明，這兩個(gè)模具參數(shù)的變化，對(duì)模具的疲勞壽命都有非常重要的影響。
　　最后，對(duì)20CrMnTi齒輪冷鍛后的熱處理工藝過(guò)程中晶粒的變化進(jìn)行了初步探索，利用有限元數(shù)值模擬軟件初步對(duì)滲碳溫度和滲碳時(shí)間這兩個(gè)工藝參數(shù)對(duì)滲碳效果和晶粒大小的影響進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，滲碳溫度越高，滲碳時(shí)間越長(zhǎng)，滲碳層的含碳量越高，晶粒越大。淬火后，晶粒雖然得到細(xì)化，但是在冷卻速度變形程度和速率的聯(lián)合影響下，導(dǎo)致工件上不同位置上的晶粒細(xì)