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1、铸造·锻压(1)Casting&Forging工艺参数对直齿圆锥齿轮摆辗凹模应力及凹模失效形式影响11111,2胡锐,程培元,华林,卢志国,兰箭,(1.武汉理工大学材料科学与工程学院,湖北武汉430070;2.塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室,湖北武汉430074)摘要:分析齿轮摆辗凹模的失效形式,并且通过改变直齿圆锥齿轮摆辗的工艺参数的有限元模拟,探讨了凹模进给量、摩擦系数和摆头倾角的改变量对凹模应力影响以及对凹模失效形式的影响。这对实际生产中摆辗齿轮工艺参数的选择和优化具有指导意义。关键词:工艺参数;直齿圆锥齿轮;摆辗凹模;有限元分析中图分类号:TG335.1文献标识码:A文章编
2、号:1001-3814(2007)01-0038-04InfluenceofProcessingParameteronStressandFailureFormofRotaryRollCavityDieforStraightToothBevelGear11111,2HURui,CHENGPei-yuan,HUALin,LUZhi-guo,LANJian(1.SchoolofMaterial&Engineering,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070,China;2.StateKeyLabofPlasticityFormingSimulation&
3、DieTechnic,Wuhan430074,China)Abstract:Thefailureformofrotaryrollcavitydieforstraighttoothbevelgearwasanalyzed,andthefiniteelementsimulationmethodwasemployedtochangetheprocessingparameterofrotaryroll.Theeffectoffeedrateofcavitydie,frictionfactorandinclinationofrotaryheadonstressandfailureformofthe
4、diewasanalyzedanddiscussed.Theresultishelpfultotheselectionandoptimizationofprocessingparameterofrotaryrollcavitydieforthestraighttoothbevelgear.Keywords:processingparameter;straighttoothbevelgear;rotaryrollcavitydie;finiteelementanalysis摆动辗压又称轴向轧制,是一种局部加压连寿命的因素很多,采用合理冷摆辗成形工艺参数续成形技术。采用冷摆辗成形工艺来精密成
5、形直是提高模具寿命的重要途径。齿圆锥齿轮是近年发展起来的先进的齿轮加工工1模具的失效艺。该工艺既可以避免热锻时加热所带来的种种缺点,而且省去了加热设备以及有关的能量消耗,摆辗工艺是一项复杂的精密静成形工艺,坯又由于摆辗件金属纤维的合理分布,摆辗过程中料和模具的受力情况以及边界条件在摆辗过程中的强化,大大提高了成品零件的力学性能,其加工时刻变化着。由于直齿圆锥齿轮摆辗成形凹模里精度、表面光洁度也大大提高。所以,冷摆辗精密齿形的存在使凹模的受力更加复杂化,影响凹模成形工艺在齿轮加工领域具有传统工艺无法比拟失效的因素也更加多样化。[1]的优点和广阔的应用前景。但是直齿圆锥齿轮冷摆辗模寿命较低,
6、实际生产中模具寿命大约只1.1坯料变形机制有3000多件,而齿轮模具要求精度高,其加工较在齿轮摆辗成形过程中,摆头与坯料之间的困难,成本高。由于摆辗成形过程复杂,影响模具接触面积只有一部分。与摆头接触区为主动变形区,未接触区为被动变形区。在主动变形区,金属收稿日期:2006-07-31基金项目:国家自然科学基金重点资助项目(50335060);受摆头直接压力的作用,金属的流动大致分为两塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室开放基金资部分:一部分以径向的流动为主;另一部分以切向助项目(05-4)的流动为主。经摆辗后,坯料上端面变成了S形。作者简介:胡锐(1981-),男,湖北黄冈人,硕士生,
7、主要研究方向为如图1所示。金属塑性成形、材料加工数值模拟;电话:13476013385;E-mail:hur2008@163.com在主动变形区有如下关系:38《热加工工艺》2007年第36卷第1期铸造·锻压(1)Casting&Forging!r+!"=!z(1)过程中的弹性变形,忽略其成形过程中的温度变!r>0,!">0,!z>0化,将其看作刚塑性体,其有限元求解列式满足平[4～6]式中:!r为变形区任一点的径向应变;!"为变形
