经扩隅预成形的从动曲齿锥齿轮精密成形试验研究

提出了一种采用“外闭-内开”式模具,从环形坯料起步,先扩隅预成形再终成形的分步成形工艺。以一种齿数为25、大端模数为9(齿宽L为40 mm)的从动曲齿锥齿轮为研究对象,借助Deform-3D软件进行数值模拟研究,探索预成形模具的扩隅长度l及扩隅高度h对填充效果及终成形力的影响。结果表明,l的合理范围为13~17 mm、h的合理范围为3~4 mm,获得相同填充效果时,分步成形的终成形力降低14.3%。表明采用适当参数的扩隅预成形,可以使从动曲齿锥齿轮轮齿小端角隅较容易填充,同时能较大幅度降低终成形力;模具作用/运动方向与变形金属表面夹角较大或近似正交的情况下,扩隅空间也有分流和储备金属作用,可为其它锻件的模具设计提供借鉴。采用物理模拟试验对模拟结果进行验证,结果表明所获齿轮齿形填充饱满、轮廓清晰。

饼状柱形齿轮一步精密成形及其改进

为解决采用常规闭式模锻工艺一步成形饼状柱形齿轮精锻件固有的镦压力大和角隅难充满等问题,重点介绍了近期出现的基于集成开放成形、分流成形和推过整形等两步/多步成形的合理成分,并以改变模腔形状为手段的扩隅凹模成形。该成形方法通过扩大难填充的凹模下角隅及临近区域空间,使得镦压阶段能够有较多金属流至临近角隅并占据部分扩隅空间,得到下角隅体积足够但形状欠规整的中间状态半成品,再通过倾斜的扩隅侧壁对变形金属解除了局部约束,降低了镦压力;而体积足够但形状欠规整的角隅被顶出时,受倾斜侧壁的作用,流入扩隅空间的金属流向下角隅,完成下角隅填充。柱形齿轮和柱形内齿轮的试验情况表明,在保证角隅充满的同时,镦压力降幅达50%以上。扩隅凹模成形可以在常规装备条件下协调解决看似矛盾的降低镦压力和改善角隅填充的问题。