直齿轮冷挤压成型若干关键技术研究

摘要

直齿圆柱齿轮是机械行业中应用非常广泛的重要传动零件，其形状复杂，材质、尺寸精度、表面质量及综合机械性能均要求很高。近年来，直齿圆柱齿轮冷挤压精密成形技术因其具有节省材料、生产效率高、零件尺寸精度高、表面质量好和产品质量高等优点，成为直齿圆柱齿轮成形的一种发展趋势。　　直齿轮的冷锻成形，属于复杂的三维变形，金属坯料在成形过程中的流动十分复杂，有多种因素影响齿轮的成形和精度。本文从齿轮冷挤压成形的关键成形部件——凹模型腔入手，着眼于齿轮冷锻过程中存在的两个关键问题——保证齿形充满和降低成形压力，提出设计符合金属流动轨迹规律的挤压腔的设计思想和镦挤复合的新工艺思想；在先进的三维设计软件CATIAV5的基础上，完成挤压腔与成形腔的造型工作，并对挤压腔进行应力应变分析，预测成形过程中模具型腔可能出现的缺陷；提出改进凸模端面倾角能提高齿形径向填充性的思想；应用冷挤压成形理论，对直齿轮的冷挤压成形工艺和模具结构进行了合理的设计，并在虚拟现实系统中完成模具结构的几何造型设计极其装配体的可装配性分析和静态干涉性分析，对可能出现的装配碰撞和干涉进行检测；最后对模具零件建立了零件库。　　本论文结合直齿轮冷挤压成形理论与现代CAD/CAM的发展趋势，提出了一些具体的设计思想和改进措施，对直齿圆柱齿轮精密成形技术的发展有着积极的作用。

目录

文摘

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致谢

第一章绪论

1.1冷锻精密成型技术介绍

1.1.1冷锻的概念与优点

1.1.2冷锻的分类

1.2冷锻技术的发展现状[3]

1.3冷锻技术的发展趋势

1.4论文立项依据及技术路线

1.4.1论文立项依据及社会和经济效益

1.4.2论文课题设计思想流程

第二章齿轮挤压技术与挤压腔理论分析

2.1直齿圆柱齿轮冷挤压技术

2.1.1齿轮冷挤压技术简介

2.1.2直齿圆柱齿轮挤压成型方法

2.2齿轮挤压腔工艺分析

2.3齿轮凹模挤压腔数学建模相关知识

2.3.1流体力学的相关知识

2.3.2 Bezier曲线相关知识

第三章齿轮凹模挤压腔建模

3.1齿轮挤压腔数学建模[23]

3.1.1齿轮挤压型腔数学建模理论

3.1.2利用Bezier曲线构造挤压腔流曲线

3.1.3齿轮轮廓线参数方程的建立

3.2齿轮挤压腔几何建模

3.2.1CAD建模技术简介

3.2.2基于产品生命周期的软件_CATIA软件

3.2.3流线型挤压腔几何建模

第四章齿轮挤压腔应力分析研究

4.1有限元分析简介与齿轮数值模拟

4.2 CATIA分析模块介绍

4.3挤压腔载荷分析计算

4.3.1冷锻常用材料及材料的处理

4.3.2冷挤压载荷计算

4.4 基于CATIA的挤压腔应力应变分析

4.4.1 网格划分

4.4.2添加约束及负载

4.4.3计算求解及结论

第五章 模具结构、工艺设计及虚拟装配

5.1齿轮冷挤压模具工艺设计

5.1.1齿轮挤压工艺性分析

5.1.2挤压成形基本工艺方案的确定

5.2冷挤压模具设计

5.2.1模具工作部分设计

5.2.2模具结构图

5.3模具结构虚拟装配

5.3.1装配建模

5.3.2装配模型干涉性分析

第六章零件自动化设计及零件库的建立

6.1零件库的应用范围

6.1.1零件库对模具设计的支持

6.1.2零件库对工装设计的支持

6.1.3零件库对装配技术的支持

6.2自动化设计和建库的基本思想——参数化与尺寸驱动

6.3模具零件库的建立

6.3.1模具零件的分类

6.3.2模具零件建模

6.3.3参数化

6.3.4建立尺寸关联及规则

6.3.5设计参数表

6.3.6零件库实例

第七章结束语

参考文献