渐开线花键冷滚压精密成形工艺分析及试验研究

花键冷滚压精密成形技术是一种高效、精密、少无切削的先进制造技术,具有成形效率高、节能、节材和零件成形性能好等特点。分析渐开线花键冷滚压精密成形工艺过程及原理,对成形过程的单位平均压力、接触面积、滚压坯料直径、滚压力及滚压力矩等进行求解。对渐开线花键进行冷滚压精密成形试验,分析零件变形区的金属流动规律,组织形成机理及塑性变形对成形性能的影响。试验结果表明,在花键冷滚压精密成形过程中,工件表层发生剧烈的塑性变形,晶粒沿齿廓呈连续的流线型分布,塑性变形区为细长的纤维组织,齿形截面硬度分布具有一定的规律性。试验所得零件无缺陷,硬度、耐磨性等较传统的切削加工花键大大提高,可满足使用要求。

花键轴冷滚压成形的分齿条件

自由分度式花键冷滚压成形工艺,不具备分度装置,成形过程的分齿阶段对整个滚压过程的成败至关重要.为保证冷滚压加工的正确分齿,必须对影响冷滚压成形分齿阶段的花键参数和滚压模具几何参数给出限定条件.按照滚压成形前后工件(花键)体积不变的原则给出毛坯直径的计算公式;根据分齿阶段花键毛坯与滚压轮作等线速纯滚动的运动特征,推导保证正确分齿要求的滚压轮齿顶圆直径公式;根据滚压时的受力分析,给出旋转条件及滚压轮的齿数条件;分析主轴转速及径向速度对分齿时齿距累积误差的影响.对所得结论进行实验验证,按照理论计算的结构参数及工艺参数,可以滚压出4级精度的渐开线外花键轴.

外花键冷滚压成形过程单位平均压力

对外花键冷滚压精密成形的变形过程进行理论分析,用图解法建立了外花键冷滚压过程的塑性变形区滑移线场。在不同接触区域采用不同的摩擦条件,真实地反映了成形过程实际情况。根据滑移线场的应力场理论得到冷滚压成形过程中接触面上平均单位压力的封闭解。通过适当假设建立花键冷滚压有限元模型,应用有限元软件DEFORM对成形过程进行了数值模拟。将不同参数条件下平均单位压力的数值模拟结果与理论分析结果进行比较,两者吻合较好。

螺纹冷滚压和切削加工的金属组织变形研究

本文针对冷滚压螺纹和切削螺纹的加工工艺特点,从微观组织上,对两种加工方法得到工件的金相组织以及硬度进行分析。试验结果表明:在切削加工过程中,金属表面组织被切断,内部组织没有发生变化,因此,切削加工对工件的力学性能几乎没有影响;而冷滚压成形是靠体积转移和分配实现的,其金属组织未被切断,晶粒得到破碎和细化。相对于切削,冷滚压加工不仅改善了金属表面的显微组织,而且提高了工件的硬度和强度。

花键冷滚压成形力测试与分析

根据花键冷滚压加工原理,按机床受力,将加工过程中的滚压力分为主轴转矩和径向进给力两部分。设计测试方案,用计算机数据采集系统测得了主轴转矩和径向进给力在滚压过程中的实时变化曲线,分析了它们的变化特征,得出压入阶段结束时滚压力取最大值。对不同的工艺参数进行实验,得到了工艺参数对最大滚压力的影响规律。

外花键冷滚压成形坯料直径计算

根据体积相等原则,应用渐开线基本性质及微积分推导了外花键冷滚压成形前坯料直径。并通过CAXA造型验证了花键截面积的数值解,其相对误差小于0.05%,保证了坯料直径的计算精度。根据理论公式计算的滚压成形前坯料直径制备工件坯料,在数值模拟和工艺实验中获得合格的零件。运用Visual Basic、MATLAB编制开发了人机交互性好,能快捷准确地实现对成形前坯料直径求解的软件。

螺纹件冷滚压工艺力学分析及数值模拟

对螺纹件冷滚压工艺进行了力学分析,并用DEFORM软件对螺纹冷滚压过程进行了数值模拟,得到了滚压力及扭矩随滚压时间的变化曲线,验证了理论分析结果的正确性。

外螺纹冷滚压精密成形工艺研究进展

螺纹冷滚压成形技术是一种少无切削加工工艺,具有生产效率高、成形零件机械性能增加、零件表面质量好等优点,在航空、航天、车辆等工业中高性能、高强度螺纹类零件生产中广泛应用。分别从有限元建模仿真、表面硬化、工艺参数等方面评述了目前螺纹冷滚压成形工艺研究的国内外研究现状、存在的问题和发展趋势,指出了该工艺应用发展方向及需要解决的关键技术问题:局部加载多道次耦合下螺纹冷滚压成形高效建模仿真与优化技术;系统的螺纹冷滚压成形工艺理论;螺纹冷滚压成形过程运动特征研究及成形过程精确控制;大直径重载丝杠的精确滚压成形核心技术及新工艺。

花键冷滚压成形过程中的接触比

花键冷滚压成形工艺是一种少无切削的先进成形工艺,应用前景广泛。目前对花键冷滚压成形过程中接触状态研究较少。本文分析研究了渐开线外花键在自由分度式冷滚压成形过程中的接触比。从不考虑滑动现象和考虑滑动现象两种情况下对滚压过程最大接触比进行了系统理论研究。给出了标准渐开线花键冷滚压成形过程中接触比的规格范围。对研究花键冷滚压成形过程中的接触面积和有限元模型的简化具有重要的意义。

基于冷滚压工艺的谐波减速器柔轮疲劳寿命分析

依据冷滚压工艺产生的初始残余压应力对裂纹萌生,裂纹扩展的抑制机理,以冷滚压谐波减速器柔轮为研究对象,采用SWT方法和断裂力学理论对冷滚压柔轮分别进行裂纹萌生寿命、裂纹扩展寿命理论分析,并运用疲劳分析软件nCode Design-Life仿真分析进行相互验证。结果表明,冷滚压柔轮疲劳寿命在各阶段均优于机加工柔轮,能够有效延长谐波减速器使用寿命,验证了柔轮冷滚压工艺的优越性,并对延长柔轮的使用寿命提供了参考价值。

外花键冷滚压精密成形滚压接触面积的计算与仿真分析

通过外花键冷滚压精密成形的变形过程分析及适当假设,建立外花键冷滚精密成形滚压接触面积的数学模型。根据数学模型,求解接触面边界,对接触面积进行理论计算。并借助数值分析软件MATLAB,对接触面积的影响因子进行数值计算与仿真分析。

薄壁厚外螺纹的冷滚压

分析了薄壁厚外螺纹滚压成形的特点,介绍了薄壁厚外螺纹滚压加工方法.

螺纹冷滚压参数化造型与有限元分析

利用ANSYS中的UIDL和APDL语言,对ANSYS进行了二次开发,设计出直观便利的人机交互界面。通过该界面上工具条的相关按钮实现了螺纹冷滚压成形参数化建模和自动仿真。研究出ANSYS中适合六面体扫掠法网格划分形式的滚丝轮模型,获得了螺纹滚压成形过程中应力场分布情况和螺纹牙型应力变化规律,从而提高了设计和分析的效率。

外螺纹的冷滚压成形工艺研究

为了进一步完善外螺纹的冷滚压成形工艺,基于外螺纹的三滚丝轮滚压原理,利用UG软件建立外螺纹工件的三滚丝轮滚压的简化分析模型,在有限元分析软件中对外螺纹的冷滚压成形过程进行模拟。仿真结果表明:在外螺纹工件的冷滚压过程中,工件和滚丝轮之间的作用力分布在工件表面接触区域,在接触点的等效应力最大。分析验证了外螺纹滚压过程中,滚丝轮所需的驱动扭矩大小与滚丝轮半径和切向载荷的乘积近似相等的理论计算结论。

渐开线花键的冷滚压精密成形工艺研究

介绍了小模数渐开线花键的冷滚压精密成形原理。实验研究了工件的尺寸、硬度和表面粗糙度,发现了冷滚压加工过程中明显的冷作硬化效应,探讨如何稳定加工精度及改善工件机械性能,总结了冷滚压工艺精密成形的特点。

冷滚压压力对钻具螺纹疲劳寿命影响试验研究

为了研究冷滚压工艺的滚轮压力对钻具螺纹疲劳寿命的影响,在钻井现场选择钻杆、普通钻铤、无磁钻铤。在其上切取材料,加工成12.04 mm×80 mm的试样,并在试样的中部加工类似NC50螺纹的凹槽。3种材料的试样各13件,分别对其凹槽进行冷滚压工艺处理,滚轮压力分别为0、0.5、1.0、…、6.0 MPa。疲劳试验结果表明,滚轮压力对钻具螺纹的疲劳寿命有较大影响,每种材料存在1个最佳的滚轮压力。经过冷滚压工艺处理后,钻杆试样的疲劳寿命最高提高了14.44倍;普通钻铤试样的疲劳寿命最高提高了170.23倍;无磁钻铤试样的疲劳寿命最高提高了7.83倍。

冷滚压钢管缩口工艺及工具设计

提出了一种简易的钢管缩口工艺实施方案,即利用闲置的旧车床,采用冷滚压法实现钢管的端部缩径;介绍了实现该工艺所需的缩口工具的设计与制造方法。实际应用表明,冷滚压钢管缩口工艺简易可行,缩口工具装卸方便,经缩口的钢管变形均匀。

冷滚压螺纹滚前光坯直径计算公式浅析

国内有关书籍和资料介绍了冷滚压螺纹滚前光坯直径的各种计算公式,通过玉门石油管理局机械厂的生产实践证明,这些计算公式中有的有明显错误,有的则过于繁琐。现对所搜集到的几个公式加以分析,并提出一个便于广泛应用的新的近似公式,供从事冷滚压螺纹生产的人员参考。