直齿圆柱内齿轮(以下简称内齿轮)是机械传动中的典型零件,其尺寸精度要求高,强度要求好。传统的切削加工由于破坏了金属的纤维流线,导致轮齿强度和疲劳寿命不够高,同时材料利用率低、成本高。采用精密成形方式是解决这些问题的有效方式。根据已有的模锻、挤压、旋压等内齿轮精密成形工艺研究,本文提出了圆环坯料“预劈挤+反向终劈挤”内齿轮两步劈挤成形工艺。本研究以齿数18、模数3、齿宽30 mm的渐开线内齿轮作为研究对象,用内径52 mm,外径80 mm,高度30 mm的圆环坯料进行劈挤研究,通过三维建模、数值模拟优化、物理实验,最终得到了符合要求的铅制件。主要研究工作为预成形模具优化、数值模拟实验规律总结及物理实验与数值模拟结果对比。通过研究得出:用劈刃倾角和劈分角均为60o的劈楔,一步劈挤内径52mm,外径80 mm的圆环坯料时,当劈刃侧面夹角φ≤80o,径向劈入深度h0≥3.4 mm时可以避免产生折叠。但一步劈挤无法避免端面塌角缺陷且容易出现齿顶欠充满。采用两步成形工艺。确定预成形件周向凹凸,呈浅齿状,劈出端具有一定高度隆起,且径向直径小于劈入端。模拟优化得出预成形主要参数:劈入端齿顶圆直径D1=?47.6,齿根圆直径d1=?50.6;末端齿顶圆直径D2=?51.6,齿根圆直径d2=?59.6;端面预留金属高度△B=5mm,预留径向宽度△D=6 mm,预成形凸模成形端劈入深度8 mm,凸模劈刃倾角θ=80o。根据最优的模拟结果制造实物模具进行物理实验,制作铅坯料;预成形阶段凸模下行,坯料被劈分,劈出端开始成形隆起轮廓,劈入端成形坯料与齿形之间的起伏过渡轮廓,当劈入深度为39 mm时得到合格的预成形件;将预成形件劈出端朝上置于终成形模具,凸模完全穿透凹模后得到了合格的内齿轮工件。研究表明,内齿轮一步劈挤在合理的模具结构参数下可以避免产生折叠,但是无法消除端面塌角缺陷,且齿顶不容易填充饱满。通过劈挤预成形可以弥补端面塌角,齿顶填充不满问题,同时能降低成形力,最终获得齿廓清晰、齿顶填充饱满的内齿轮工件。两步劈挤成形工艺具有成形力小,模具简单,设备动作要求简单等优点,且为大模数多齿数内齿轮精密成形提供了可能。