浮动凹模——大模数高凸台圆柱直齿轮的温精密成形技术

【摘要】：随着车辆工业的急速发展,对圆锥直蜗杆的精密成型提出了更高的要求。闭塞式精密塑性成型工艺适宜于成型一些形状复杂、尺寸要求、表面品质和使用要求较高的零件。现在,这些工艺遭到世界各国的普遍注重。本文所研究的是大螺距高壳体圆锥直蜗杆的温精密成型技术。大螺距高壳体圆锥直蜗杆是车辆工业上有特殊意义的零件。约束分流理论在蜗杆的实际生产中得到充分的运用。本文提出了浮动凹模—梯形槽约束分流的方式金属精密成型技术,将六边形槽作为约束分流的装置适于大螺距高壳体圆锥直蜗杆的温精密成型。选用该办法可以一步成型得到合格的蜗轮。本文运用浮动凹模—梯形槽约束分流的方式设计一套磨具工装,并设计加工了实验装置。选用室温下具备低温金属相同电学特征的工业铅为材料,进行实验研究。选用与实验相似的参数,对大螺距高壳体圆锥直蜗杆的精密成型过程进行了三维刚塑性有限元数值模拟。数值模拟结果与实验结果相吻合。通过数值模拟与实验研究得到了该蜗杆在变型过程中金属的流动以及变型成因。从模拟及实验结果阐明:选用浮动凹模—梯形槽约束分流方式成型大螺距高壳体圆锥直蜗杆才能增加齿形充填状况并有促使增加变型压力。针对模拟与实验结果中发觉的蜗轮下翼缘充填困难的问题金属精密成型技术,将磨具结构与工件形状进行了改进。经过数值模拟验证了所选用工艺方案的合理智。并运用改进的工艺方案,选用35#钢作为模拟材料,进行了三维刚粘塑性有限元数值模拟。得出35#钢在400℃温成型时磨具、锻件的气温分布状况以及壳体的挠度应变分布图。