蜗杆轴楔横轧成形数学建模及模拟

作     者：何潇熙 

作者单位：河北科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：韩鹏彪;吴立志

授予年度：2014年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：楔横轧 蜗杆轴 数学模型 仿真模拟 成形规律 

摘      要：蜗杆轴是机械传动装置的一种重要零部件,也是机械加工典型的零件之一。利用楔横轧技术成形蜗杆轴是近些年来国内研究的新型课题,课题依据楔横轧技术高效、节材的优点对大批量蜗杆轴进行生产,符合国家制造业高效、节能、环保的生产号召。针对楔横轧技术下成形蜗杆轴过程进行了分析,在参考众多关于齿轮轴的几何模型的建立及分析方法文献后,依据楔横轧轧辊与轧件的转动特点以及蜗杆轴金属流动特点,通过公式推导建立了蜗杆轴以及模具型面的成形数学模型。计算软件MATLAB软件对蜗杆轴曲面的三维几何模型进行可视化处理,并对齿高、螺距等数据进行计算对比。利用滑移线法求解了极限载荷,同时对蜗杆齿形齿形不均匀的现象进行了研究工作。利用DEFORM-3D软件对蜗杆轴的成形过程进行仿真模拟与分析研究,对不同成形阶段的数学模型进行检验,得到了蜗杆轴成形的主要工艺因素(轧制速度、齿顶斜率)的最佳轧制参数以及变形过程中应力场、应变场的影响规律。掌握楔横轧蜗杆成形面的基本规律,为楔形模具设计提供基础数据支持具有现实意义,此课题对提高市场蜗杆轴的生产效率有着重要的促进作用。