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圆柱齿轮滚轧成形工艺的虚拟设计与数值分析

孙育竹

  伴随着齿轮的广泛应用,齿轮制造技术也不断的改善发展。锻造、摆辗、挤压、楔横轧、滚轧等齿轮塑性成形工艺因为其高效率、高强度、高精度的加工特点而成为节能环保的一个有效方法,同时也得到了许多的研究和关注。 齿轮滚轧成形工艺作为一种新工艺,以齿轮啮合特点为基础,利用机床的进给特点,在模具的作用下,使轧坯表层金属逐渐发生连续的塑性变形,填充模具与轧坯之间的空隙,直至形成完整齿形。在齿轮滚轧的过程中轧坯金属流动、轧轮轧制运动的平稳性、成形力变化、物理场分布等都会随着辊轧过程的变化发生相应的改变。同时,圆柱斜齿轮滚轧成形工艺中,轴向力对辊轧工艺的影响还并不确定。由于齿轮滚轧成形缺少相关的数据与经验理论,在辊轧过程中,轧轮与坯料的尺寸与运动参数都需要实验逐步确定。因此本文利用DEFORM-3D软件对圆柱齿轮滚轧成形过程进行模拟分析,对圆柱齿轮辊轧工艺的可行性进行验证,对齿轮滚轧成形工艺进行研究。 圆柱齿轮轧制成形工艺的研究内容与结果: (1)建立辊轧模型:确定坯料尺寸参数、轧辊工艺参数。创建并确定坯料与轧轮配合模型。 (2)齿轮轧制机理:基于DEFORM-3D有限元分析软件,对齿轮轧制成形过程进行模拟分析。获取齿轮轧制成形过程中坯料变形与机械载荷的关系;获取齿轮轧制工艺过程中,齿坯金属流动情况;检测轧制工艺中,齿坯应力场与温度场分布情况。 (3)齿轮轧制成形工艺与优化:模拟圆柱齿轮轧制成形工艺过程,并对轧制工艺参数进行优化分析:根据齿轮成形状况对齿坯尺寸进行优化。 (4)齿轮轧制成形缺陷预测与分析:对圆柱齿轮轧制成形工艺过程的缺陷进行预测;对轧制成形工艺实际缺陷进行分析与改进。……   
[关键词]:圆柱齿轮;滚轧成形工艺;优化理论;缺陷预测与分析
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:武汉理工大学2011年