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汽车空心齿轮轴闭塞式锻造工艺仿真与优化

锻压技术 2023年第6期48卷 10-16页

作者：霍天枢潘鸣宇吉林开放大学理工系吉林长春130022 长春工程学院工程训练中心吉林长春130012

为了改善汽车空心齿轮轴的成形质量和尺寸精度、提高生产效率、控制成本,提出采用闭塞式锻造工艺成形该齿轮轴。通过有限元分析方法,对锻造成形过程进行了仿真计算,通过材料流动分析选定了合适的锻模结构方案,即4冲头结构方案,并在此基... 详细信息

为了改善汽车空心齿轮轴的成形质量和尺寸精度、提高生产效率、控制成本,提出采用闭塞式锻造工艺成形该齿轮轴。通过有限元分析方法,对锻造成形过程进行了仿真计算,通过材料流动分析选定了合适的锻模结构方案,即4冲头结构方案,并在此基础上对各冲头的运动方式进行了研究,以各模具承受的载荷、表面温度和成形后零件的质量为研究对象,对工艺方案进行了优化。结果显示:当冲头的运动方式为方案B时,能够有效地降低空心齿轮轴产生裂纹的概率,提高成形质量,同时所需的最小合模力最小,模具表面温升最不明显,有利于延长模具寿命。最后,完成了空心齿轮轴锻件的试制,所得锻件充型完整,斜齿质量好,其结构尺寸达到了设计要求。

关键词：空心齿轮轴闭塞式锻造锻模结构最小合模力冲头

基于Forge的空心齿轮轴毛坯旋锻工艺优化

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锻压技术 2018年第4期43卷 27-32页

作者：周志明罗天星周昆凤涂坚黄伟九汪红川罗荣方飞松曹敏敏重庆理工大学材料科学与工程学院重庆400054 江苏祥和电子科技有限公司江苏徐州221214 重庆建设工业集团有限责任公司重庆400054

通过设计正交试验,利用Forge仿真分析,获得空心齿轮轴旋锻成形的优化工艺参数组合,并对试制样件进行了显微组织和显微硬度的物理检验。通过正交试验获得的最终优化方案为：坯料的初始温度为830℃,轴向相对送进量为0.05 mm,坯料转速为76 ... 详细信息

通过设计正交试验,利用Forge仿真分析,获得空心齿轮轴旋锻成形的优化工艺参数组合,并对试制样件进行了显微组织和显微硬度的物理检验。通过正交试验获得的最终优化方案为：坯料的初始温度为830℃,轴向相对送进量为0.05 mm,坯料转速为76 r·min-1,锤头径向压下量为2 mm,锤头径向速度为7.5 mm·s-1。物理检验表明：随着变形量的增加,空心齿轮轴的晶粒越细化,从表层向内晶粒细化先增强后逐渐减弱;旋锻成形使空心齿轮轴获得了纤维组织,提高了致密性;由于第2台阶处径向截面的变形比第1台阶处大,所以第2台阶处的表面显微硬度比第1台阶处大。

关键词：空心齿轮轴旋锻正交试验显微组织显微硬度 Forge

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开口空心齿轮轴的优化设计

机械设计与制造 2006年第1期 32-33页

作者：李健靳龙伍丽峰广西工学院柳州545006

以驱动齿轮和开口空心齿轮轴传动的重合度εα最大和齿轮轴的开口宽度L与法节pb之比最小为目标建立多目标优化的数学模型。采用统一目标法中的乘除法将各个目标函数统一到一个总的“统一目标函数”f(X)中,然后采用Matlab语言编程使用优... 详细信息

以驱动齿轮和开口空心齿轮轴传动的重合度εα最大和齿轮轴的开口宽度L与法节pb之比最小为目标建立多目标优化的数学模型。采用统一目标法中的乘除法将各个目标函数统一到一个总的“统一目标函数”f(X)中,然后采用Matlab语言编程使用优化工具箱求出最优解,最后将优化结果应用在桑叶采摘机的设计中,并取得满意效果。

关键词：空心齿轮轴优化 Matlab

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汽车空心齿轮轴毛坯精密成形及工艺优化

汽车空心齿轮轴毛坯精密成形及工艺优化

作者：罗天星重庆理工大学

学位级别：硕士

汽车齿轮轴是汽车传动系中传递扭矩的一个重要零件。在相同的横截面积、材料的情况下,空心轴比实心轴承受的外力矩大。若将实心齿轮轴换成空心齿轮轴,可达到减轻汽车自重,从而提高汽车的环保性和节能性、降低燃油消耗和减少排放。基于... 详细信息

汽车齿轮轴是汽车传动系中传递扭矩的一个重要零件。在相同的横截面积、材料的情况下,空心轴比实心轴承受的外力矩大。若将实心齿轮轴换成空心齿轮轴,可达到减轻汽车自重,从而提高汽车的环保性和节能性、降低燃油消耗和减少排放。基于以上目的,本课题以Forge2011软件对空心齿轮轴进行数值模拟和正交试验法优化旋转锻造成形工艺参数,并对旋锻件进行了物理验证和等温正火处理工艺参数研究。研究情况如下:(1)根据合作方提供的某型号产品零件结构图和体积不变原理,对空心齿轮轴的旋锻成形坯料和成形特点进行分析,通过UG软件建立了空心齿轮轴坯料、锤头和芯棒组成的三维模型,并导入Forge2011软件进行旋锻成形相关参数设置和多道次文件编写。(2)主要分析了锻件转速、锤头压下量等各参数变量对空心齿轮轴温旋锻成形的折叠缺陷、有效应变、锤头载荷、温度梯度的影响。结果表明:锻件转速和锤头压下量的变化对空心齿轮轴成形的折叠缺陷影响较大;随着轴向相对送进量的增加,锤头载荷有相对减弱的趋势,而随着锤头径向压下量的增大,锤头载荷先急剧增大后缓慢增加;轴向相对送进量和径向速度对坯料温度梯度影响较显著,随轴向相对送进量的增加,第一工序后坯料的最高温度、最低温度和第二工序处初始温度随之增高,随着锤头径向速度的增加,它们先减小后增大;轴向相对送进量和径向压下量对空心齿轮轴成形的螺旋脊椎纹缺陷影响较大,随着锻件轴向相对送进量的增大,表面台阶变化越来越急,表面甚至出现了螺旋脊椎纹,最大有效应变值先变大后变小,随着压下量的增加,最大有效应变值逐渐增大,螺旋脊椎纹逐渐明显;随着坯料初始温度和锻件转速的增大,最大有效应变值先逐渐增大后变小,变化急剧程度不一致,有效应变分布震幅情况也是先逐渐集中后辐射;随着锤头径向速度的增大,最大有效应变值先变小后变大,且变形程度变化不均匀。(3)根据正交试验法模拟分析获得较优参数组为:坯料的初始温度为830℃,轴向相对送进量为0.05mm,坯料每次转角为23°,锤头径向压下量为2mm,锤头径向速度7.5mm/s。物理实验结果分析为:从微观组织分析可知,旋锻成形使晶粒细化、获得纤维组织和提高致密性;显微硬度变化表明了不均匀性变形和晶粒致密性的提高。(4)根据对试制件不同等温正火工艺处理研究,获得较优参数为两次连续不同等温正火工艺,工艺流程为:第一次等温正火,加热炉930℃保温180min,5Hz空气冷却至580℃,恒温炉内580℃保温150min,空气冷却至室温;第二次等温正火,加热炉930℃保温180min;0Hz风冷到580℃;等温炉580℃保温150min;空冷至室温。显微组织分析得:横向和纵向是均匀分布的铁素体-珠光体组织,晶粒度和带状组织达到厂家要求。

关键词：空心齿轮轴旋锻数值模拟正交试验等温正火

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空心齿轮轴精密旋锻过程折叠缺陷的数值模拟

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