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冷滚打作为一种新型的塑性成形加工技术,利用金属在常温下具有一定塑性变形的能力,以具有特定形状的高速旋转的滚打轮,对工件表面不断进行滚打,迫使被击打部位的金属发生微小塑性变形,最终累积形成所需的工件表面形状。高速冷滚打成形技术具有效率高、污染小、能耗低等优点,在花键、齿轮、齿条等零件成形方面具有广阔的应用前景。本文主要通过有限元仿真和实验相结合的方法,对齿轮冷滚打成形过程进行研究,以期对这种新型成形方法的实际应用提供理论基础。 通过借鉴展成法滚齿原理,给出了齿轮冷滚打成形的基本原理;分析工具廓型设计过程,得到了滚打轮的廓形参数;基于金属塑性变形过程中体积不变原理,确定了初始毛坯尺寸;进行了主要滚打装置的设计。 利用ABAQUS软件建立了滚打装置组件的仿真模型,进行了滚打组件的模态分析;对工件冷滚打成形过程进行分析,讨论了不同滚打深度时的金属应变情况;分析了齿槽侧壁和齿槽底部的金属流动情况,获得了工件表面和滚打轮接触时金属的流动特性;对不同工艺参数条件下工件的受力情况进行了仿真分析。 进行了冷滚打成形试验,对滚打轮分次进给下不同滚打深度时的噪声进行测量;分析了滚打过程中,分次进给滚打成形时不同材料工件的表面情况;进行了冷滚打成形齿轮的的金相组织分析;通过实验结果分析,一定程度上验证了理论和仿真分析的正确性。