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随着旋压技术的飞速发展和旋压产品范围的不断扩展,齿轮旋压技术逐渐成为齿轮制造领域一个新颖的研究课题。本文针对杯形薄壁矩形内齿轮旋压成形技术展开了研究。本文的研究获得了国家自然科学基金项目“杯形薄壁内啮合直齿圆柱齿轮旋压成形机理及应用研究”(50475097)、广东省自然科学基金面上重点项目“杯形薄壁内啮合齿轮旋压成形机理及应用研究”(04105943)及广东省科技计划项目“齿轮制造业以旋压代替切削的关键工艺与装备技术研究及应用”(2006811901001)的资助。
本文主要通过介绍旋压工艺的概况、应用和研究现状,结合传统的齿轮制造方法提出齿轮旋压技术和内齿旋压件的质量评价,提出了课题的背景和意义,并分析了本课题的创新之处和研究内容。
对有限元模拟基础理论进行了阐述,建立了杯形薄壁内齿旋压有限元模型。对模拟中的网格划分、材料本构模型的确立、边界条件的施加、刚体运动的实现等关键技术进行了探讨。
采用非线性有限元软件Marc,对不同的旋轮型面以及不同的旋压方式进行了数值模拟,分析了不同的工艺参数对齿形影响规律。本数值模拟为工艺试验的顺利开展提供了理论依据和指导。
根据杯形薄壁矩形内齿旋压成形的工艺特点,选择HGPX-WSM的多功能卧式数控旋压机设备和旋压方式,结合试验条件和数值模拟的状况设计了工装和工艺试验方案。完成工艺试验,将试验结果与数值模拟结果相对比,研究了道次压下量、进给比、旋压道次、材料厚度、不同材料以及旋轮型面几个主要因素对齿高成形的影响规律。
最后,对工艺试验得到的零件进行质量评价,并分析试验中出现的典型缺陷并提出解决方案。
本文为齿轮旋压技术的进一步研究和应用提供了理论基础,为杯形薄壁内啮合矩形齿轮旋压工艺的实际生产提供了良好的工艺指导,积累了实际加工经验。因此,本文具有十分重要的科研意义和应用价值。