杯形薄壁梯形内齿旋压成形过程数值模拟及试验研究

摘要

现代旋压技术是一种先进成形工艺，目前已成为小批量、多品种回转型薄壁壳体零件的重要加工方法。随着旋压技术的飞速发展和旋压产品范围的不断扩展，齿轮旋压技术的提出无论对旋压产品的拓展还是对齿轮制造技术的发展都是非常值得研究的新课题。本文采用有限元数值模拟和试验验证的手段对三旋轮杯形薄壁梯形内齿轮旋压过程进行了研究，讨论了齿形角、减薄率、进给比、旋轮圆角半径等工艺参数对杯形薄壁梯形内齿旋压成形质量的影响。结果表明，在旋压成形过程中，金属的流动与齿廓侧面的倾斜程度有关。齿形角取较小的值时，有利于金属的流动;梯形齿各截面壁厚分布较矩形齿均匀;随着减薄率、进给比及旋轮圆角半径的增加，工件轮齿部分的相对齿高也随之增加。模拟结果与试验结果吻合良好，说明数值模拟方法在杯形薄壁梯形内齿轮旋压加工过程中具有实际的指导意义。