离合器毂是汽车离合器的核心零件之一,离合器毂侧壁内外齿形在工作中起着传递扭矩及固定和支撑其他零部件的重要作用。传统的内外齿形件主要采用铸造、机加工以及冲挤成形、胀形等方法制造,但此类工艺生产成本较高、生产效率和材料利用率较低,成形质量不易保证,难以满足市场高精度、大批量、低成本化的要求。采用旋压工艺具有材料利用率高、模具寿命长,产品有完整的金属流线、晶粒致密、强度较高的优点,可实现离合器毂零件高精度、高性能精确成形。但由于内外齿形的旋压成形工艺涉及工艺参数较多,预制坯在旋压成形中的塑性变形过程复杂,旋压件存在回弹现象,使得在实际生产中,旋压件的内外齿形轮廓尺寸精度难以保证,且容易出现齿顶圆角不饱满、齿侧壁呈弧形、齿侧壁厚不对称等缺陷。因此,研究离合器毂侧壁内外齿形旋压成形时的塑性变形规律,实现对成形缺陷及齿形精度的精确控制,为内外齿形件的旋压成形生产提供理论指导,具有重要的理论价值及实践意义。本课题以某汽车离合器毂侧壁内外齿形旋压成形过程为研究对象,基于有限元软件ABAQUS建立了合器毂侧壁内外齿形旋压成形过程有限元数值模拟模型,并验证其可靠性。通过对比两种旋轮进给方式所成形旋压件的成形质量,确定了内外齿形旋压成形工艺方案,并对内外齿形件旋压成形时的应力应变及齿形尺寸分布规律进行研究。针对内外齿形件旋压成形时存在的齿顶圆角不饱满、齿侧壁呈弧形、齿侧壁厚不对称等缺陷,分析了缺陷的产生原因并提出了改善措施。获取旋压成形主要工艺参数(旋轮与芯模间隙、芯模转速、旋轮进给速度、整形道次时间)对旋压件内外齿形轮廓尺寸(外齿齿顶圆直径、外齿齿根圆直径、内外齿形壁厚、齿形角)的影响规律,并确定了工艺参数的选取依据。最后设计了正交试验方案并进行工艺试验,获得了各个工艺参数对旋压件内外齿形轮廓齿形尺寸精度(外齿齿顶圆直径偏差、齿顶壁厚偏差以及齿形角偏差)的影响主次顺序,并确定了最优的工艺参数组合。研究结果表明,预制坯与旋轮接触区域以及旋压件端部“飞边”区域的等效应力值最大;旋压件的内外齿形区域材料轴向应变几乎为零;旋压件的齿顶壁和齿根壁的应变状态类似于弯曲成形;旋压件的内外齿形壁厚及齿形角沿轴向分布较均匀,旋压件的齿形直径值由底部至口部逐渐增大。齿顶圆角不饱满缺陷可以通过调整旋轮与芯模间隙的方法得到改善,齿侧壁呈弧形缺陷可通过调整旋轮齿廓的方式得到改善,齿侧壁厚不对称缺陷可通过改变芯模旋转方向得到改善。影响旋压件综合成形质量的主次顺序是:旋轮与芯模间隙>旋轮进给速度>整形道次时间>芯模转速。