考虑弹性变形行为的齿形凹模修正方法

创建了弹塑性-弹性三维耦合模型,同步计算齿坯的弹塑性变形和模具的弹性变形,研究了齿形凹模和齿轮锻件的弹性变形行为,分析了模腔的弹性扩张规律和齿件的弹性回复规律.根据变形后齿廓的非渐开线特性,提出了反变形迭代修正法并用于修正齿形凹模,以获得满足精度要求的目标齿件.以模数1.5 mm、齿数20的标准渐开线齿轮锻件为例,应用反变形迭代法进行齿形凹模修正,获得了国标7级精度齿轮锻件,进一步说明该方法的修模流程及有效性.

齿形组合凹模等强度分析及优化

文章介绍了运用统一强度理论、等强度分析和有限元模拟对齿形冷挤压凹模进行优化设计的过程。齿形凹模不能直接应用Lamé公式进行等强度分析,可先将齿形凹模简化为常用的直圆筒型组合凹模,再应用Lamé公式进行等强度分析,确定组合凹模的分层半径和过盈量。根据结构参数建立有限元模型进行等效应力分析,以组合凹模各层达到其许用应力值为目标,调整过盈量,达到优化设计的目的。

齿形组合凹模弹性变形规律分析

经典厚壁筒理论公式不完全适用于内圈形状复杂的组合凹模,尤其是内圈带有齿形的凹模。为达到充分发挥内圈材料潜力的目的,借助有限元法和黄金分割迭代法优选凹模各圈尺寸及过盈量。分别沿齿形曲线与齿高曲线探讨模腔的弹性变形规律,发现弹性变形沿齿腔表面呈空间不均匀分布,且变形后模腔齿廓曲线具有非渐开线特征。

螺旋锥齿轮锻造成形过程数值模拟及其模具变形规律

为提高螺旋锥齿轮锻造工艺的制造精度和经济效益以及为工艺制定和模具设计提供指导,在工厂已有成形设备的基础上,提出了下料、镦粗-冲孔复合、辗扩、终锻成形的大模数螺旋锥齿轮锻造成形工艺。采用有限元法,通过数值模拟研究得到了终锻成形过程中的应力、应变等物理场量的演变与分布规律,验证了锻造工艺的可行性;通过数值模拟研究了终锻过程中模具齿形的不均匀弹性变形情况,为工艺的制定和模具的设计提供指导。研究发现:下模齿形在热力耦合的作用下产生不均匀变形,下模齿形的高度降低、螺旋线中点的螺旋角减小以及齿廓形状变窄,从而对齿轮齿形的成形精度产生显著影响。