一、直齿圆柱齿轮温挤压数值模拟（论文文献综述）
李春洋[1]（2020）在《双金属直齿圆柱齿轮冷精锻成形关键技术研究》文中研究表明据汽车市场分析报告指出,目前我国汽车保有量接近4亿辆,汽车尾气对环境造成了严重污染,被称为移动的污染源。减少排放,降低污染已成为当下汽车工业发展的重中之重。汽车轻量化可有效提高燃油效率,减少污染物的排放,齿轮作为汽车重要零部件,在汽车质量中占有很大比重,齿轮轻量化可以有效降低整车质量。铝合金密度仅为钢的三分之一,对于承受载荷较小的齿轮,可以选择铝合金代替钢材作为齿轮材料。但是铝合金齿轮齿面接触疲劳强度较低,为提高铝合金齿轮的可靠性,需进一步提高其齿面疲劳强度。对此,本文提出使用双金属来制造直齿圆柱齿轮,即容易失效的轮齿部位使用钢材,轮齿以里部位使用铝合金,在齿轮达到一定强度的同时,实现其轻量化。如果使用以往切齿加工的方法成形双金属齿轮,不仅材料浪费严重,而且加工效率低下。采用冷精锻工艺来成形双金属齿轮,可以节约材料,提高生产效率,同时使双金属通过塑性变形紧密咬合,提高齿轮机械性能。本文通过将数值模拟和工艺试验相结合,对双金属齿轮冷精锻工艺进行成形性的研究,主要工作如下:（1）选择45钢材和6061铝合金作为双金属材料。提出钢环套铝合金棒料的配合方式,以及5种不同厚度钢环与对应尺寸的铝合金棒料,相互配合为5种坯料方案,便于对不同坯料方案下双金属的变形情况进行对比分析。根据目标齿轮外形,设计双金属齿轮单向挤压成形工艺方案。（2）使用Deform-3D对工艺方案进行模拟,并对模拟结果中双金属变形情况以及变形过程的金属速度场、应变场、成形载荷等内容进行分析。（3）结合模拟结果,加工制造模具,同时准备双金属坯料。对5种方案分别进行试验。最终成形齿轮充填饱满,上下端面处双金属以“波浪线”的形式相互咬合,无缝隙或孔洞存在。（4）分别对双金属在各个位置的具体变形尺寸、在齿顶和齿根位置的结合状态、钢环纵切面和横切面金相组织变形情况进行观察分析。通过观察得知,钢环坯料厚度越薄,双金属咬合越深。当钢环厚度太薄时,双金属在齿顶位置不能完全贴合。综合双金属咬合及结合情况,钢环厚度为4.5mm、铝合金棒料直径为30.5mm的坯料方案4可以保证双金属零件高强度自然咬合。通过计算,该方案可使齿轮减重约30%。通过数值模拟和工艺试验等手段对双金属直齿圆柱齿轮冷精锻工艺进行成形性研究,结果表明采用冷精锻工艺成形双金属齿轮是可行的。这一研究成果对齿轮轻量化研究和双金属锻造成形工艺的发展有一定的现实意义。
王士灿[2]（2020）在《直齿轮精锻复合成形关键技术研究》文中认为直齿圆柱齿轮广泛的用于各种机械装备中,它是整个传动系统中最重要的组成部分之一。随着我国机械装备水平的迅速发展,齿轮对于整个机械零部件市场的需求也越来越大。目前国内的齿轮的生产多数以机加工为主,部分企业也通过精锻成形方式生产。随着模具制造技术的不断发展和新材料的开发应用,通过精密锻造成形后的齿轮,外部不仅齿面光滑,而且内部金属流线完好,齿轮的质量得到了很大的提高。然而,在精锻生产过程中仍然存在材料利用率不高,成形载荷较大,齿轮精度相对较差,锻件出现裂纹等问题,很大程度上增加了制造成本和降低了成形质量。本文以某农机装备传动系统中的转向齿轮为研究对象,从零件本体出发,分析目前机加工过程中存在的问题,依据金属塑性成形基本理论,提出了一种全新的转向齿轮“温-冷复合成形”的生产工艺,并从生产工艺有限元数值模拟、温锻工艺参数多目标优化、复合成形挤压力数学模型建立及模具结构设计等方面对直齿轮精锻成形复合工艺关键技术进行了系统全面的研究。针对原机加工生产方式导致的生产效率低,材料利用率低,齿轮质量存在缺陷等问题,从转向齿轮复杂的结构分析出发,分别从锻件的材料、锻件的几何形状、锻件的尺寸精度、模具的使用寿命等方面进行工艺分析,结合金属塑性成形理论和模具设计的合理性,确定了可用于实际生产的转向齿轮精锻复合成形工艺路线。对齿轮的成形过程进行限元数值模拟分析,验证所设计的工艺路线中关键成形工序的可行性及合理性。使用有限元数值模拟仿真设计软件DEFORM-3D,对转向齿轮的直齿成形和花键成形过程进行了数值模拟仿真研究,结果表明,直齿轮和花键在成形过程中应力-应变、成形力等关键参数满足塑性要求,且齿轮成形结果较好,证明了工艺的可行性和生产参数的合理性。针对使用20CrMnTi合金钢进行精锻过程中产生较大残余应力和较大的成形力,导致齿轮的齿面精度与模具的使用寿命低的问题。以响应面分析不同工艺参数对残余应力和成形力的影响,对多目标工艺参数进行优化,从而降低残余应力和成形力。结果表明,当坯料温度为820℃,变形速率为18.8mm/s,摩擦系数为0.08时,可使齿轮获得较小的残余应力和成形力。成形力的大小关系到锻造成形的设备选型,计算机仿真虽然可以精确的进行吨位计算,但也存在计算时间及环境的局限性。同时,采用芯棒约束成形的齿轮,需要设计芯棒与坯料的间隙,间隙过大锻件会填充不足,间隙过小达不到降低成形力的效果。以转向齿轮中的直齿部分为例,在极坐标下通过主应力法,建立了齿轮成形力数学计算模型和齿轮芯棒间隙的计算模型,通过计算机仿真验证,所推导出的成形力数学模型接近与仿真结果的数值,其平均误差仅为6%左右。基于成形力数学模型推导出的芯棒间隙计算模型接近仿真试验值,为毛坯尺寸设计提供依据。根据所提出的优化方案和优化后工艺参数,结合实际生产数据,通过有限元数值模拟分析验证了20CrMnTi合金钢转向齿轮的直齿部分和花键部分成形工艺。仿真结果表明,该转向齿轮最复杂的直齿部成形,成形力-行程曲线接近理论推导,满足生产要求。直齿及花键成形结果良好,为同类型产品的实际生产的提供了理论技术基础。
庄武豪[3]（2019）在《直齿非圆锥齿轮热锻成形规律与精度控制方法研究》文中进行了进一步梳理直齿锥齿轮是动力传递的关键基础零件,根据其传递动能的特点可以分为定速比的直齿圆锥齿轮和变速比的直齿非圆锥齿轮。由于直齿圆锥齿轮传递动能的效率高、可靠性高、稳定性强,已经广泛用于制造装备、运载装备、武器装备等众多工业领域。然而,随着近年来我国重大装备的精密化和集成化发展,对关键基础零件的功能和性能要求日益严苛,定速比的直齿圆锥齿轮已经很难满足重大装备发展的需求。直齿非圆锥齿轮属于变速比传动机构,能够执行许多直齿圆锥齿轮难以执行的特殊传动模式,因此非常适合用于具有特种性能需求的传动装置。例如将其应用于高越野性能的汽车限滑差速器中能够代替复杂的差速锁实现限滑功能;应用于齿轮流量泵中可以实现变流量传输;应用于高速重载精密分动器中可以将连续运动转换为分段运动输出等。为了满足我国机械装备高速发展的迫切需求,必然要求加快推进直齿非圆锥齿轮的应用与推广。然而,由于国外实行了严格的技术封锁,导致我国直齿非圆锥齿轮的设计和制造技术发展受到了严重的限制,制约了我国直齿非圆锥齿轮的应用和推广,阻碍了我国高端装备和关键零部件技术的发展。本课题针对现有直齿非圆锥齿轮设计方法存在的求解过程复杂和通用性差等缺点,提出了一种基于曲面向量矩阵坐标变换的直齿非圆锥齿轮精确设计方法。首先,根据主、从动齿轮的节锥面纯滚动关系,推导了直齿非圆锥齿轮节锥面方程。其次,推导了节锥面上法向量方程,建立了直齿非圆锥齿轮等距面设计方法;第三,分析了直齿非圆锥齿轮的产形运动关系,提出了采用平面产形轮和圆锥产形轮的齿廓设计方法,建立了齿廓数学模型;第四,讨论了齿廓设计中存在的曲率干涉界限点和啮合界限点的存在条件,提出了齿廓界限点判定方法。采用所提出的直齿非圆锥齿轮设计方法,成功设计了某汽车限滑差速器用直齿非圆锥齿轮。采用有限元模拟方法和限滑差速器传动试验,验证了所提出的直齿非圆锥齿轮设计方法的可靠性。以限滑差速器用直齿非圆半轴锥齿轮为对象,根据其几何特征首先提出了预制坯精确设计方法,开发了带有预制坯的直齿非圆锥齿轮热锻成形工艺。全面揭示了直齿非圆锥齿轮热锻成形过程中的金属流动规律、应力应变以及温度场的分布与演化规律,对比分析了有无预制坯对齿轮锻件的温度场和应变场以及齿模的温度场影响规律。研究结果表明,采用所设计的预制坯成形直齿非圆锥齿轮,显着提高了不同齿形间填充过程的同步性,提高了齿轮锻件的温度场和应变场的均匀性以及齿模温度分布的均匀性,有利于保证热锻直齿非圆锥齿轮的成形质量和提高齿模服役寿命。为了实现直齿非圆锥齿轮的大批量生产,必须解决齿模强度设计问题。本课题首先揭示了直齿非圆锥齿轮热锻过程中的齿模应力分布与演化规律,根据齿模受力状态和几何形状特征,提出了适用于直齿非圆锥齿轮的曲面分模设计方法。其次,提出了基于均匀预紧力的模具预紧强化通用设计方法,突破了现有的模具预紧设计方法仅适用于厚壁筒型模具型腔的不足,实现了直齿非圆锥齿轮齿模高强度和小型化设计。针对直齿非圆锥齿轮热锻成形中齿形精度控制困难的问题,本课题首先根据热锻成形过程中应力场和温度场的传递关系,提出了能够显着提高齿形偏差预测效率的有限元预测模型建模策略,显着提高了运算效率。运用该建模策略,揭示了齿模预紧变形、齿模受载弹性变形、齿模热膨胀变形、热锻齿轮回弹变形和热锻齿轮不均匀冷却收缩变形对热锻直齿非圆锥齿轮齿形偏差的影响规律,并提出了齿形偏差补偿方法。为了实现直齿非圆锥齿轮精密成形,本课题建立了直齿非圆锥齿轮热锻齿形精度控制方法。首先,为了提高直齿非圆锥齿轮齿模制造精度,创新地提出了基于预紧量调控的直齿非圆锥齿轮齿模精度修正方法。采用BP神经网络建立了齿模预紧量和齿模精度之间的非线性关系,采用遗传算法对齿模预紧量进行了寻优设计,获得了采用昂贵模具加工设备和复杂模具加工工艺难以制造的高精度齿模。其次,针对直齿非圆锥齿轮热锻成形过程中系统误差对齿形精度影响显着的问题,本文首先总结了影响热锻齿形精度的三类系统误差:预紧量加工误差、预紧偏轴度误差和模具平行度误差;并详细揭示了三类系统误差及其方位角对齿形偏差的影响规律。在此基础上,通过调整三类系统误差之间的相互匹配关系,达到不同系统误差所致齿形偏差相互抵消的效果,实现了对热锻直齿非圆锥齿轮齿形精度的有效控制。
陈跃男[4]（2018）在《直齿圆柱齿轮径向挤压成形工艺与工装研究》文中研究表明齿轮是一种传递运动和动力的重要零件,被广泛应用于汽车、航空、船舶等机械行业中。因此对齿轮成形质量的不断追求是行业内一直深入研究的重要课题。纵观国内外齿轮加工方法,主要有切削加工和塑性成形两大类,其中,塑性成形以其突出的优点成为了齿轮成形的主要研究方向。而由切削加工成形的齿轮,虽然产品精度高、成形质量好、且能成形出复杂多样的齿廓形状,但材料利用率低、生产效率低、成本高昂等这些缺点使该种加工方法逐渐被淘汰。此外,由于在加工过程中金属的纤维组织会被切断,这直接影响了齿轮的强度、耐磨性以及使用寿命等几大关键特性。而塑性成形是采用金属压力加工方法成形齿轮,所依据的是金属在塑性变形时体积保持不变的原则,该成形方法既保证了材料较高的利用率、生产率以及承载力,同时又在齿轮精锻加工过程中保证了齿轮齿部金属流线的连续性、强度及寿命,该成形方法既延续了切削加工的优点,又可有效改善切削加工方法中的缺点,并在已有加工方法的基础上不断进步着。在广泛阅读文献和深入分析的基础上,论文针对现有齿轮塑性成形工艺的不足,提出了齿轮径向挤压成形新工艺,并设计了相应的成形模具。采用与齿轮齿数相同数量的凸模径向挤压成形轮齿,改变了加载方式,有效的降低了齿轮的成形载荷,获得的齿轮齿形较饱满、强度较高。同时,有效的避免了齿轮在轴向挤压成形中出现的中间部位起褶现象。该方案首先使用二维软件AutoCAD设计出零件图及其总装图,其次运用三维软件UG/NX8.5将零件图进行三维建模,并建立该工装装配体的三维模型,最后详细阐述了总装图中各个零件的设计特点以及运动方式。基于FORGE有限元软件模拟平台,对齿轮径向挤压成形过程进行了热力耦合数值模拟,并分析出齿轮锻件在成形过程中所受的温度场、等效应力（应变）场、金属流动状态的分布情况和模具的磨损情况及其所受的载荷变化规律。通过从模拟结果中提取相关数据,将轴向挤压方法与径向挤压方法做对比后,验证了所设计挤压方案不仅降低了成形载荷同时提高模具寿命。通过对不同模数齿轮成形过程模拟分析,得到了径向挤压力与合模力的变化规律,为设计模具、确定工艺参数提供了技术依据。
安自仁[5]（2018）在《等速万向节滑套多工序温冷复合精密成形技术研究》文中指出温冷复合精密成形技术是先用温挤压预成形,再用冷挤压终成形,它充分利用了温挤压和冷挤压各自的优点,在制造业尤其是汽车零部件行业得到广泛应用。等速万向节滑套是汽车上的重要零部件,属于典型的杯杆类零件,由于其杯部形状复杂,而且壁厚不等,所以成形难度大。本文以某等速万向节滑套为研究对象,采用有限元数值模拟技术,利用DEFORM软件系统地研究了等速万向节滑套的多工序温冷复合精密成形技术,为等速万向节滑套的工艺设计和实际生产提供有益指导。通过分析等速万向节滑套的形状和结构,制定了多工序温冷复合精密成形工艺,并设计了各工序工件以及毛坯的形状尺寸。在此基础上,设计了正挤压、镦粗、反挤压和冷精整四个工序的模具工作部分零件。对正挤压、镦粗、反挤压这三个温成形工序进行了数值模拟,分析了它们的变形过程,得到了各工序的凸模载荷-行程曲线和工件中的等效应力分布。并研究了凹模入口角对正挤压后工件杆部端面形貌的影响,凸凹模间隙对镦粗后工件毛刺高度的影响,凸模圆角半径、凸模端面锥角和凸模工作带高度对反挤压成形质量的影响。对冷精整工序进行了数值模拟,得到了凸模载荷-行程曲线和工件中的等效应力分布,并预测到工件端面会出现塌角缺陷。通过正交试验分析了精整量、凹模入口角、挤压速度、摩擦因子对工件端面塌角高度和成形力的影响,并得到了工件端面塌角高度和成形力均最小的最佳工艺参数组合。针对冷精整后工件杯部型腔内柱面成形不饱满的缺陷,对冷精整坯料进行了改进设计,从而获得了内柱面成形饱满的工件。
周二停[6]（2017）在《直齿圆柱齿轮精密锻造工艺分析及数值模拟》文中研究说明直齿圆柱齿轮作为重要的机械传动零件之一,在汽车、航空等各个领域发挥着重要的作用,随着社会的迅速发展,传统的切削加工已远远满足不了市场的需求,因此,国内外专家和学者加大对直齿圆柱齿轮工艺的研究开发,齿轮精锻成形技术得到了迅速的发展与应用,精密锻造成形成为一种高效、高精度、低成本的成形工艺。本文通过对比三种不同成形方案,应用有限元数值模拟软件分别对孔分流成形、浮动凹模成形以及闭塞锻造成形工艺进行数值模拟分析,研究结果表明:采用闭塞锻造成形工艺,在上、下冲头的作用下,齿形中部优先形成,并同时向齿轮上、下两端角隅处流动,金属流动的均匀性更好,有利于上、下两端角隅的填充,而分流法与浮动凹模成形工艺,由于上凸模的作用下,会导致上、下两端角隅填充不均匀,同时所需的挤压力也比较大。分流法和浮动凹模法仍存在齿形填充困难以及成形载荷较高等问题。同时,本文对比分析了三种成形工艺下齿形处的等效应力与最大主应力。研究了闭塞锻造成形过程中挤压速度、坯料初始温度对挤压力的影响,挤压速度的大小对挤压力的影响较小,而坯料初始温度对挤压力影响较为明显,最后对锻件成形过程中进行点跟踪与缺陷分析。因此,通过数值模拟对比分析表明直齿圆柱齿轮闭塞温锻成形具有良好的工艺性能,为以后生产应用提供了理论依据。
王伟[7]（2017）在《直齿圆柱齿轮开式温挤压成形工艺研究》文中研究说明齿轮传动是机械传动系统中应用最为广泛的传动机构,直齿圆柱齿轮作为齿轮传动机构中最为典型的齿轮零件,其加工方式为传统的机械加工,存在材料利用率低、能量消耗高和生产效率低等问题。尤其是金属材料的纤维流线被切断,限制了金属材料性能的发挥,不利于齿轮零件综合机械性能的提升和结构轻量化。我国齿轮产业的规模已位居全球首位,但是仍处于大而不强的发展层面。随着能源危机和环境问题的日益加剧,齿轮制造业对于可持续发展的需要日益突出。对于直齿圆柱齿轮的制造,寻求一种更加经济、环保、高效的绿色加工技术显得尤为迫切。齿轮零件精密塑性成形技术的开发不仅是齿轮工业发展的需求,而且贯穿于金属材料精密塑性成形技术的发展。尤其是直齿圆柱齿轮的精密塑性成形是塑性成形领域应用研究的热点问题,同时也是难点问题。本文首先总结了国内外直齿圆柱齿轮精密塑性成形技术的发展历程和研究现状,阐述了闭式锻造成形、开式挤压成形和轧制成形在直齿圆柱齿轮加工领域的应用,以及各成形工艺的特点。在现有直齿圆柱齿轮挤压成形技术研究成果的基础上,对直齿圆柱齿轮的开式温挤压成形技术进行了系统的研究,致力于开发一种经济、环保、高效,且具有良好可行性的直齿圆柱齿轮精密塑性成形技术。本课题选用20Cr2Ni4A合金钢为试验材料,通过等温压缩试验研究了20Cr2Ni4A合金钢的温热变形行为,分别采用表征参数和物理基参数构建了20Cr2Ni4A合金钢的Arrhenius型本构模型,为本课题的研究提供了材料学依据,对直齿圆柱齿轮开式温挤压成形工艺方案的制定和工艺参数的优化具有积极的指导作用。此外,还构建了20Cr2Ni4A合金钢的动态再结晶模型,丰富了20Cr2Ni4A合金钢材料特性的研究。针对直齿圆柱齿轮的结构特征,设计了开式温挤压成形工艺的凸模、凹模和坯料结构,分析了直齿圆柱齿轮开式温挤压成形的工艺原理。基于商业有限元模拟软件DEFORM-3D,建立了直齿圆柱齿轮开式温挤压成形的仿真模型。采用正交试验和单因素循环试验相结合的设计方法,通过数值模拟深入研究了润滑条件、凹模入模角、坯料尺寸、挤压速度和成形温度对直齿圆柱齿轮开式温挤压成形的影响。探知直齿圆柱齿轮开式温挤压成形过程包括轮齿分度、轮齿成形和整形脱模三个阶段,润滑条件、凹模入模角和坯料尺寸是影响成形质量的三个关键因素。根据直齿圆柱齿轮开式温挤压成形工艺的需求,设计了试验系统,包括成形设备、加热设备和试验模具。为了满足温挤压成形对挤压速度的要求,成形设备是在通用315T液压机的基础上改造而成的,在直齿圆柱齿轮开式温挤压成形所需的载荷条件下,改造后的液压机滑块的工作速度达到了试验的要求。通过初步的试验研究发现,由于缺乏适用于温挤压成形的润滑剂,且受直齿圆柱齿轮复杂结构和开式挤压成形工艺特点的制约,难以达到理想的润滑条件,如何实现欠润滑条件下直齿圆柱齿轮的温挤压成形成为一个重要的问题。通过缺陷成因分析,探知导致开式温挤压成形的齿坯产生欠充形段缺陷的根本原因是挤压成形过程速度场失衡,而润滑条件和凹模结构是两个关键因素。实际生产中达到直齿圆柱齿轮开式温挤压成形所需的润滑条件是困难且高成本的。为了在欠润滑条件下实现直齿圆柱齿轮的温挤压成形,采用响应曲面法对凹模结构进行了优化设计。采用完全二阶函数模型分别建立了欠充形段高度和轮齿充形的响应曲面函数模型,实现了对欠充形段高度和轮齿充形的定量分析,达到了控制欠充形段高度和改善轮齿充形的目的。在对直齿圆柱齿轮开式温挤压成形工艺深入研究的基础上,为了减小温挤压成形齿坯的加工余量,提出了直齿圆柱齿轮变轮廓两步法温挤压成形工艺。该工艺包括预挤压成形和终挤压整形两道工序,通过数值模拟对轮廓变化量这一关键工艺参数进行了定量分析,并进行了物理试验验证,最后设计了适用于连续生产的模具。
梁强[8]（2016）在《载重汽车用直齿圆柱齿轮连续冷挤压冷整形复合成形关键技术研究》文中认为直齿圆柱齿轮作为载重汽车轮边减速器中最常见的传动零件,市场需求量巨大,一般采用切削加工方法制造。随着精密塑性成形工艺的发展,直齿圆柱齿轮的生产也越来越多的采用这种净近成形的方法制造,其成形后的齿面光洁,金属流线连续,轮齿承载能力高,因此采用精密塑性成形工艺制造直齿圆柱齿轮具有广阔的应用前景。随着模具制造技术的提高和新型模具材料的研发及应用,大模数、大齿宽直齿圆柱齿轮精密塑性成形技术正逐渐应用于工业生产,但仍存在成形质量不稳定、成形精度差的问题。因此,如何提高直齿圆柱齿轮的成形质量和成形精度是精密塑性工艺的关键。本文以载重汽车轮边减速器用直齿圆柱齿轮为研究对象,提出一种全新的直齿圆柱齿轮通过式连续“冷挤压+冷整形”复合成形工艺方案,并从直齿圆柱齿轮冷挤压工艺参数多目标优化、大模数冷挤压直齿轮冷整形方式和整形量的选择、直齿圆柱齿轮冷挤压组合凹模的优化设计等方面对直齿圆柱齿轮通过式连续“冷挤压+冷整形”复合成形关键技术进行了系统全面的研究。论文的主要研究工作有以下几点:（1）对原成形工艺通过式冷挤压生产的直齿圆柱齿轮成形质量差、成形精度低的问题进行了分析,得出导致成形齿轮质量差、精度低的主要原因为:冷挤压时背压力不足和冷挤压齿轮的弹性回复。基于分析结果提出一种全新的直齿圆柱齿轮通过式连续“冷挤压+冷整形”复合成形工艺。（2）研究分析了冷挤压主要工艺参数对直齿轮成形质量的影响规律,提出采用数值模拟和实验设计相结合的方式,以响应面法作为优化方法,成形质量和成形载荷作为优化目标,对各工艺参数进行多目标优化设计,得出最佳工艺参数组合。误差分析和生产实践证明,采用优化工艺参数组合,能有效提高齿轮成形质量和降低齿轮成形载荷。（3）基于冷挤压齿轮实际测量的数据建立误差模型,分析了不同冷整形方式及整形量对齿轮冷整形过程中金属流动及齿轮精度的影响规律,并确定了合理的冷整形方式及整形量。采用只整形齿面的冷整形方式和双侧整形量为0.15mm进行工艺实验,检测结果显示,齿轮齿形精度由8级提高至7级,齿向精度由10级提高至8级,冷整形工艺可以显着地提高冷挤压齿轮的精度。（4）采用实验设计与数值模拟相结合的方法,构建直齿圆柱齿轮冷挤压组合凹模结构参数与模芯最大等效应力之间的Kriging模型,运用粒子群算法对其进行全局寻优,得出冷挤压组合凹模最佳直径比和过盈系数。优化后的组合凹模整体尺寸仅为经验法设计尺寸的68.75%,有效减小了组合模具的整体尺寸,节约了模具材料,采用优化后的组合凹模进行实际生产,模具使用寿命约15万件,与原经验法设计的组合凹模相比较,使用寿命保持不变。（5）采用直齿圆柱齿轮通过式连续“冷挤压+冷整形”复合成形工艺进行生产试制,尺寸检测结果显示,上、下端齿顶最小直径分别为74.40mm和73.86mm,均达到后续车外圆要求,下端端面外凸约2mm,上端端面凹陷约2mm,优于原工艺加工的齿轮。齿轮精度检测结果显示,齿廓总偏差最大为12.2μm,达到了GB/T10095齿形精度等级6级;螺旋线总偏差最大为26.6μm,达到了GB/T10095齿向精度等级8级。因此采用复合成形工艺可以加工生产出精度为8级的大模数直齿圆柱齿轮。
孙鸿生[9]（2016）在《45号钢非对称齿轮温锻成形工艺研究》文中指出齿轮是机械机构中最常用的传动零件,其传动稳定,性能可靠,在工业生产的各个领域都得到广泛的应用。非对称齿轮是一种为了提高齿轮抗弯强度而设计的新型齿轮,其特点是具有两个不同的压力角,对应两条互不对称的渐开线,该种齿轮具有体积小,质量轻,承载能力大等优点。齿轮的加工方式分为机械加工和塑性成形两种。采用塑性成形工艺生产齿轮具有提高原材料利用率和生产效率,增加齿轮力学性能等优点,因此探索非对称齿轮的塑性成形工艺具有广阔的应用前景。非对称齿轮结构复杂,采用塑性成形工艺进行加工存在成形载荷过大、模具寿命不高、齿形填充不满等问题。针对这些问题,本文提出径向温挤压非对称齿轮的工艺,通过数值模拟和物理实验相结合的方式,从温锻成形参数和模具结构两个方面进行优化,以此来减小成形载荷及改善齿形角隅部分的充填情况。通过四因数四水平的正交实验方案,研究坯料温度、模具温度、成形速度和摩擦系数这四个温锻成形参数对最大成形载荷的影响规律,其中坯料温度对成形载荷的影响最大,摩擦系数对成形载荷影响最小。通过正交实验还得出最优的成形参数组合为:坯料温度800oC,模具温度250oC,成形速度30mm/s,摩擦系数为0.15。研究非对称齿轮成形过程的金属流动和变形规律,在此基础上对成形模具进行优化设计;利用铅块成形实验对优化结果进行验证,结果显示采用优化后的成形模具能大幅减小成形载荷及改善齿形角隅部分的充填情况。根据弹塑性力学原理,设计了组合凹模代替整体式凹模以保护模具。以45号钢为坯料,使用设计的模具工装进行非对称齿轮的成形实验,得到齿形填充完整、表面光洁度较好的非对称齿轮。对非对称齿轮进行微观组织分析和力学性能测试,发现靠近齿顶圆部分的区域,其晶粒细小且分布均匀,强度较高;靠近齿心部分的区域,其晶粒相对粗大且分布不均,强度较低。在齿轮的角隅部分存在明显的金属流线,说明成形末期金属大量流入齿腔,使角隅部分填充完整。这与数值模拟中对金属坯料的流动和变形的分析相吻合。
李振东[10]（2016）在《直齿圆柱齿轮冷精锻成形关键技术的工艺优化研究》文中研究说明
二、直齿圆柱齿轮温挤压数值模拟（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、直齿圆柱齿轮温挤压数值模拟（论文提纲范文）
（1）双金属直齿圆柱齿轮冷精锻成形关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 直齿圆柱齿轮及其加工方法简介 |
| 1.2.1 直齿圆柱齿轮参数和传动特点 |
| 1.2.2 直齿圆柱齿轮的主要成形方法 |
| 1.2.3 直齿圆柱齿轮精密成形特点 |
| 1.3 国内外直齿圆柱齿轮精锻成形工艺研究现状 |
| 1.3.1 国外直齿圆柱齿轮精锻成形工艺的发展 |
| 1.3.2 国内直齿圆柱齿轮精锻成形工艺的发展 |
| 1.4 数值模拟技术简介 |
| 1.4.1 数值模拟技术在塑性成形领域的应用 |
| 1.4.2 有限元三维数值模拟软件Deform-3D简介 |
| 1.5 课题介绍 |
| 1.5.1 课题背景 |
| 1.5.2 双金属齿轮精密成形的研究意义 |
| 1.6 双金属齿轮净成形的研究内容和创新点 |
| 1.6.1 课题研究内容 |
| 1.6.2 双金属直齿圆柱齿轮净成形的创新点 |
| 第二章 刚塑性有限元基本理论及其关键技术 |
| 2.1 金属塑性变形基本理论 |
| 2.1.1 材料的塑性及描述 |
| 2.1.2 金属塑性变形的本质和屈服准则 |
| 2.2 刚塑性有限元法基本理论 |
| 2.2.1 刚塑性材料的基本假设 |
| 2.2.2 刚塑性材料的边值问题 |
| 2.3 刚塑性有限元变分原理 |
| 2.3.1 理想刚塑性材料Markov变分原理 |
| 2.3.2 刚塑性材料不完全广义变分原理 |
| 2.4 刚塑性有限元的求解方法 |
| 2.4.1 单元与形函数 |
| 2.4.2 单元应变速率矩阵 |
| 2.4.3 单元刚度矩阵 |
| 2.5 实现刚塑性有限元数值模拟的关键技术 |
| 2.5.1 工件与模具的接触问题分析 |
| 2.5.2 摩擦边界问题分析 |
| 2.5.3 模拟过程中体积损失问题的研究 |
| 2.5.4 模拟中网格畸变和网格重划分 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 双金属直齿圆柱齿轮净成形工艺数值模拟分析 |
| 3.1 双金属齿轮零件分析及成形方案 |
| 3.1.1 双金属齿轮零件分析和及坯料设计 |
| 3.1.2 确定成形工艺方案 |
| 3.2 有限元模拟前处理 |
| 3.2.1 设定模拟参数 |
| 3.2.2 网格划分 |
| 3.2.3 控制参数设定 |
| 3.3 数值模拟结果分析 |
| 3.3.1 双金属变形情况分析 |
| 3.3.2 等效应变分析 |
| 3.3.3 金属流动规律分析 |
| 3.3.4 成形载荷分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 双金属齿轮成形工艺试验 |
| 4.1 试验目的 |
| 4.2 坯料预处理 |
| 4.2.1 坯料热处理 |
| 4.2.2 坯料机加工与装配 |
| 4.2.3 坯料润滑 |
| 4.3 工艺试验与结果分析 |
| 4.3.1 试验用压机和模具 |
| 4.3.2 成形工艺试验与成形结果分析 |
| 4.3.3 成形力分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 双金属齿轮具体变形情况分析 |
| 5.1 双金属结合面变形情况观察分析 |
| 5.2 双金属结合情况观察分析 |
| 5.3 钢环显微组织观察分析 |
| 5.4 钢环硬度测量 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的学术论文和参加科研情况 |
（2）直齿轮精锻复合成形关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究的背景和意义 |
| 1.2 直齿轮精锻复合成形工艺研究现状 |
| 1.2.1 直齿轮热精锻复合成形工艺 |
| 1.2.2 直齿轮温精锻复合成形工艺 |
| 1.2.3 直齿轮冷精锻复合成形工艺 |
| 1.3 直齿轮塑性成形质量及精度控制 |
| 1.4 研究的内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 工艺分析及模具设计 |
| 2.1 直齿轮成形工艺概述 |
| 2.2 研究对象分析 |
| 2.3 直齿轮复合成形工艺分析 |
| 2.4 模具结构设计 |
| 2.4.1 热膨胀量计算 |
| 2.4.2 温锻型腔尺寸计算 |
| 2.4.3 模具关键部件设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 有限元数值模拟分析 |
| 3.1 塑性变形问题基本假设 |
| 3.2 刚塑性材料变形基本方程 |
| 3.3 刚粘塑性有限元变分原理 |
| 3.4 DEFORM-3D软件介绍 |
| 3.5 有限元模型的建立 |
| 3.6 数值模拟参数设置 |
| 3.7 模拟结果分析 |
| 3.7.1 变形过程分析 |
| 3.7.2 速度场分布分析 |
| 3.7.3 应力场分布分析 |
| 3.7.4 温度场分布分析 |
| 3.7.5 成形载荷分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 工艺参数多目标优化设计 |
| 4.1 响应面法优化方法介绍 |
| 4.2 工艺参数对结果的影响 |
| 4.2.1 摩擦系数对残余应力和成形力的影响 |
| 4.2.2 下压速度对残余应力和成形力的影响 |
| 4.2.3 挤压温度对残余应力和成形力的影响 |
| 4.3 工艺优化实验设计 |
| 4.3.1 工艺参数的选择 |
| 4.3.2 实验设计 |
| 4.3.3 响应面模型的建立 |
| 4.4 响应面分析 |
| 4.5 齿轮挤压工艺参数优化与验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 直齿轮复合挤压成形力计算 |
| 5.1 齿轮挤压成形力研究概述 |
| 5.2 主应力法基本原理 |
| 5.3 主应力法计算成形力 |
| 5.3.1 .非齿形变形区成形力计算 |
| 5.3.2 齿形变形区成形力计算 |
| 5.3.3 芯棒间隙数学模型计算 |
| 5.4 计算结果模拟验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 基于参数优化后的生产模拟研究 |
| 6.1 仿生产数值模拟参数设定 |
| 6.1.1 仿真模型的建立 |
| 6.1.2 生产材料的应力-应变曲线 |
| 6.1.3 坯料和模具初始温度设计 |
| 6.2 数值模拟成形结果分析 |
| 6.3 齿形充填评估 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 攻读硕士期间参加的科研项目及发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（3）直齿非圆锥齿轮热锻成形规律与精度控制方法研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 课题研究现状 |
| 1.2.1 齿轮设计方法研究现状 |
| 1.2.2 齿轮塑性成形工艺与成形规律研究现状 |
| 1.2.3 齿轮塑性成形精度控制方法研究现状 |
| 1.3 课题来源、目的和意义 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 课题目的和意义 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 直齿非圆锥齿轮精确设计方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 直齿非圆锥齿轮节锥面设计方法 |
| 2.3 直齿非圆锥齿轮法向等距面设计方法 |
| 2.4 直齿非圆锥齿轮齿廓设计方法 |
| 2.4.1 基于平面产形轮的齿廓设计方法 |
| 2.4.2 基于圆锥产形轮的齿廓设计方法 |
| 2.5 直齿非圆锥齿轮齿廓界限点判定方法 |
| 2.6 设计实例与啮合传动验证试验 |
| 2.7 本章小节 |
| 第3章 直齿非圆锥齿轮热锻工艺与成形规律 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 直齿非圆锥齿轮热锻工艺设计 |
| 3.2.1 直齿非圆锥齿轮热锻工艺路线 |
| 3.2.2 直齿非圆锥齿轮热锻成形预制坯精确设计 |
| 3.3 直齿非圆锥齿轮热锻成形规律分析 |
| 3.3.1 有限元模型 |
| 3.3.2 金属流动规律 |
| 3.3.3 锻件等效应变分布与演化规律 |
| 3.3.4 锻件温度场分布与演化规律 |
| 3.3.5 模具温度分布与演化规律 |
| 3.4 验证试验 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 直齿非圆锥齿轮热锻齿模强度设计方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 直齿非圆锥齿轮热锻齿模分模面设计方法 |
| 4.3 直齿非圆锥齿轮热锻齿模预紧强化设计方法 |
| 4.3.1 基于均匀预紧力的齿模尺寸精确设计 |
| 4.3.2 应力圈尺寸精确设计 |
| 4.3.3 预紧过盈量精确设计 |
| 4.3.4 预紧齿模强度校核 |
| 4.4 验证试验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 直齿非圆锥齿轮热锻成形精度演化规律 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 直齿非圆锥齿轮热锻齿轮齿形偏差产生因素 |
| 5.3 直齿非圆锥齿轮热锻齿轮精度预测与测量方法 |
| 5.3.1 齿形精度有限元预测模型 |
| 5.3.2 齿形精度评价指标与测量方法 |
| 5.4 直齿非圆锥齿轮热锻成形中齿形精度演化规律 |
| 5.4.1 齿模预紧变形所致齿形偏差演化规律 |
| 5.4.2 齿模受载弹性变形所致齿形偏差演化规律 |
| 5.4.3 齿模热膨胀变形所致齿形偏差演化规律 |
| 5.4.4 热锻齿轮回弹变形所致齿形偏差演化规律 |
| 5.4.5 热锻齿轮不均匀冷却收缩变形所致齿形偏差演化规律 |
| 5.4.6 各因素影响程度对比分析 |
| 5.5 验证试验 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 直齿非圆锥齿轮热锻齿形精度控制方法 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 直齿非圆锥齿轮热锻齿形偏差补偿方法 |
| 6.3 基于预紧量调控的直齿非圆锥齿轮齿模精度修正方法 |
| 6.3.1 基本原理与设计思路 |
| 6.3.2 试验方案设计 |
| 6.3.3 基于BP神经网络的预紧模具精度预测模型 |
| 6.3.4 基于遗传算法的预紧量调整方案寻优设计 |
| 6.3.5 模具强度校核与预紧方案修正 |
| 6.4 基于系统误差的热锻直齿非圆锥齿轮精度控制方法 |
| 6.4.1 关键系统误差定义 |
| 6.4.2 预紧量加工误差对齿形精度影响规律 |
| 6.4.3 预紧偏轴度误差对齿形精度影响规律 |
| 6.4.4 模具平行度误差对齿形精度影响规律 |
| 6.4.5 基于系统误差匹配的齿形精度调控方法 |
| 6.4.6 验证试验 |
| 6.5 本章小节 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的主要科研成果 |
（4）直齿圆柱齿轮径向挤压成形工艺与工装研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 挤压工艺简介 |
| 1.2.1 挤压工艺的理论发展 |
| 1.2.2 挤压工艺分类 |
| 1.3 国内外关于齿轮精锻技术的研究状况 |
| 1.4 课题研究的内容及意义 |
| 第2章 直齿圆柱齿轮径向挤压工艺及工装设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 直齿圆柱齿轮径向挤压工艺的方案选定 |
| 2.2.1 齿轮的锻件设计 |
| 2.2.2 齿轮挤压成形工装的工作原理 |
| 2.2.3 齿轮成形的工艺流程 |
| 2.3 工装的主要零件设计 |
| 2.3.1 侧凸模的设计 |
| 2.3.2 圆柱体斜楔设计 |
| 2.3.3 斜环板设计 |
| 2.3.4 滑槽板和侧模固定板的设计 |
| 2.4 坯料直径及挤压行程的确定 |
| 2.4.1 坯料直径的确定 |
| 2.4.2 挤压行程的确定 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 直齿圆柱齿轮径向挤压成形过程的数值模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 FORGE数值模拟软件介绍 |
| 3.3 直齿圆柱齿轮径向挤压成形过程有限元仿真模拟研究 |
| 3.3.1 建立几何模型 |
| 3.3.2 设置边界条件 |
| 3.3.3 设置摩擦 |
| 3.3.4 设置步长 |
| 3.3.5 设置材料 |
| 3.4 数值模拟结果的分析研究 |
| 3.4.1 锻件的成形质量 |
| 3.4.2 锻件温度场分布 |
| 3.4.3 模具温度分布 |
| 3.4.4 齿轮锻件的等效应变场分析 |
| 3.4.5 金属的流动规律研究 |
| 3.4.6 模具所受的载荷分析 |
| 3.4.7 模具的磨损分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 直齿圆柱齿轮径向挤压的技术特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 齿轮径向挤压与轴向挤压的工艺原理及方案比较 |
| 4.2.1 径向挤压与轴向挤压的工艺性分析 |
| 4.2.2 有限元模型设置 |
| 4.3 径向挤压与轴向挤压两种方案的模拟结果分析 |
| 4.3.1 两种方案的挤压凸模所受载荷分析 |
| 4.3.2 两种挤压方案模具所受温度场分析 |
| 4.4 不同模数齿轮成形力的曲线关系 |
| 4.4.1 不同模数齿轮挤压力的曲线关系 |
| 4.4.2 不同模数齿轮合模力曲线关系 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（5）等速万向节滑套多工序温冷复合精密成形技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 温冷复合精密成形技术 |
| 1.2.1 冷挤压 |
| 1.2.2 温挤压 |
| 1.2.3 热挤压 |
| 1.2.4 温冷复合精密成形 |
| 1.3 等速万向节简介 |
| 1.3.1 等速万向节的概念 |
| 1.3.2 等速万向节的分类 |
| 1.4 有关等速万向节滑套的研究 |
| 1.5 本课题的研究意义与内容 |
| 第二章 金属塑性成形的数值模拟技术 |
| 2.1 有限元法 |
| 2.2 有限元法的分类 |
| 2.2.1 刚塑性有限元法 |
| 2.2.2 弹塑性有限元法 |
| 2.2.3 黏塑性有限元法 |
| 2.3 热力耦合分析技术 |
| 2.4 DEFORM软件简介 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 滑套成形工艺及模具设计 |
| 3.1 零件分析 |
| 3.2 成形工艺设计 |
| 3.3 生产工序流程规范 |
| 3.4 模具工作部分零件设计 |
| 3.4.1 正挤压凸、凹模设计 |
| 3.4.2 镦粗凸、凹模设计 |
| 3.4.3 反挤压凸、凹模设计 |
| 3.4.4 冷精整凸、凹模设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 滑套温成形数值模拟研究 |
| 4.1 正挤压成形数值模拟 |
| 4.1.1 正挤压成形过程分析 |
| 4.1.2 凹模入口角对正挤压的影响 |
| 4.2 镦粗成形数值模拟 |
| 4.2.1 镦粗成形过程分析 |
| 4.2.2 凸凹模间隙对镦粗的影响 |
| 4.3 反挤压成形数值模拟 |
| 4.3.1 反挤压成形过程分析 |
| 4.3.2 凸模圆角半径对反挤压的影响 |
| 4.3.3 凸模端面锥角对反挤压的影响 |
| 4.3.4 凸模工作带高度对反挤压的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 滑套冷精整数值模拟及工艺参数优化 |
| 5.1 冷精整成形数值模拟 |
| 5.2 冷精整成形工艺参数优化 |
| 5.2.1 正交试验设计 |
| 5.2.2 正交试验结果分析 |
| 5.3 冷精整坯料改进设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要工作及结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（6）直齿圆柱齿轮精密锻造工艺分析及数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 精密锻造成形发展现状 |
| 1.2.1 热精段 |
| 1.2.2 冷精锻 |
| 1.2.3 温精锻 |
| 1.3 直齿圆柱齿轮国内外精密锻造发展概况 |
| 1.4 闭塞锻造成形技术的发展概况 |
| 1.5 本课题研究的意义及内容 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第二章 直齿圆柱齿轮精密锻造成形工艺分析及模具设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 直齿圆柱齿轮精密锻造成形工艺分析 |
| 2.3 绘制锻件图 |
| 2.4 毛坯尺寸的确定 |
| 2.5 模具的设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 有限元法数值模拟基本理论 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 刚塑性有限元基本理论 |
| 3.2.1 刚塑性有限元法的基本假设 |
| 3.2.2 塑性力学基本方程 |
| 3.2.3 刚塑性有限元法变分原理 |
| 3.2.4 刚塑性有限元求解过程 |
| 3.3 数值模拟软件DEFORM介绍 |
| 3.3.1 DEFORM-3D的适用范围 |
| 3.3.2 DEFORM功能介绍 |
| 3.3.3 模块结构 |
| 3.4 闭塞锻造成形工艺模拟前处理问题 |
| 3.4.1 几何建模 |
| 3.4.2 定义材料特性 |
| 3.4.3 模型导入 |
| 3.4.4 网格划分 |
| 3.4.5 设置模拟控制参数 |
| 3.4.6 确定摩擦模型 |
| 3.4.7 定义接触关系 |
| 3.4.8 生成数据库文件 |
| 3.5 闭塞锻造成形工艺参数的选择 |
| 3.5.1 挤压速度的选择 |
| 3.5.2 坯料预热温度对成形力的影响 |
| 3.6 分流成形与浮动凹模成形工艺参数的选择 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 直齿圆柱齿轮精锻成形工艺数值模拟对比分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 分流成形工艺模拟分析 |
| 4.2.1 速度场分析 |
| 4.2.2 等效应力分析 |
| 4.2.3 等效应变分析 |
| 4.2.4 温度场分析 |
| 4.2.5 成形载荷分析 |
| 4.3 浮动凹模成形工艺模拟分析 |
| 4.3.1 速度场分析 |
| 4.3.2 等效应力分析 |
| 4.3.3 等效应变分析 |
| 4.3.4 温度场分析 |
| 4.3.5 成形载荷分析 |
| 4.4 闭塞锻造成形工艺数值模拟分析 |
| 4.4.1 速度场分析 |
| 4.4.2 等效应力分析 |
| 4.4.3 等效应变分析 |
| 4.4.4 温度场分析 |
| 4.4.5 成形载荷分析 |
| 4.5 三种方案的对比分析 |
| 4.6 最大主应力对比分析 |
| 4.7 齿形处等效应力对比分析 |
| 4.8 闭塞锻造过程中的点跟踪分析 |
| 4.9 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）直齿圆柱齿轮开式温挤压成形工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 直齿圆柱齿轮精密塑性成形工艺研究进展 |
| 1.2.1 直齿圆柱齿轮锻造成形工艺 |
| 1.2.2 直齿圆柱齿轮挤压成形工艺 |
| 1.2.3 直齿圆柱齿轮轧制成形工艺 |
| 1.3 课题研究的意义 |
| 1.4 课题研究的主要内容 |
| 第2章 20Cr_2Ni_4A合金钢本构模型及动态再结晶模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 20Cr_2Ni_4A合金钢化学成分 |
| 2.3 等温压缩试验及变形行为 |
| 2.4 20Cr_2Ni_4A合金钢本构模型 |
| 2.4.1 本构模型材料常数 |
| 2.4.2 表征参数本构模型 |
| 2.4.3 物理基参数本构模型 |
| 2.4.4 考虑应变影响的本构模型 |
| 2.4.5 本构模型适用性分析 |
| 2.5 20Cr_2Ni_4A合金钢动态再结晶模型 |
| 2.5.1 动态再结晶动力学模型 |
| 2.5.2 动态再结晶运动学模型 |
| 2.5.3 动态再结晶晶粒尺寸模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 直齿圆柱齿轮开式温挤压成形工艺分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 工艺原理 |
| 3.3 影响因素分析 |
| 3.3.1 有限元模型 |
| 3.3.2 试验设计及试验结果 |
| 3.3.3 润滑条件的影响 |
| 3.3.4 凹模入模角的影响 |
| 3.3.5 坯料尺寸的影响 |
| 3.3.6 挤压速度的影响 |
| 3.3.7 成形温度的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 直齿圆柱齿轮开式温挤压成形试验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验系统 |
| 4.2.1 成形设备 |
| 4.2.2 加热设备 |
| 4.2.3 试验模具 |
| 4.3 试验方案 |
| 4.4 试验结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 直齿圆柱齿轮开式温挤压成形模具优化设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 缺陷成因分析 |
| 5.3 响应曲面法简介 |
| 5.3.1 响应曲面法原理 |
| 5.3.2 响应曲面法试验设计 |
| 5.4 响应曲面法优化设计 |
| 5.4.1 设计变量 |
| 5.4.2 目标函数 |
| 5.4.3 试验设计及响应值 |
| 5.4.4 响应曲面函数模型 |
| 5.4.5 响应曲面分析 |
| 5.4.6 优化结果 |
| 5.5 试验验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 直齿圆柱齿轮变轮廓两步法温挤压成形工艺 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 工艺原理 |
| 6.3 轮廓变化量 |
| 6.4 试验研究 |
| 6.5 生产模具设计 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（8）载重汽车用直齿圆柱齿轮连续冷挤压冷整形复合成形关键技术研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 直齿圆柱齿轮精密塑性成形工艺研究现状 |
| 1.2.1 齿轮热精锻成形及其复合成形工艺 |
| 1.2.2 齿轮温精锻成形及其复合成形工艺 |
| 1.2.3 齿轮冷精锻成形及其复合成形工艺 |
| 1.2.4 齿轮冷挤压成形及其复合成形工艺 |
| 1.3 直齿圆柱齿轮冷挤压成形精度及模具设计研究现状 |
| 1.3.1 齿轮冷挤压成形精度研究现状 |
| 1.3.2 复杂型腔组合凹模设计研究现状 |
| 1.4 研究目的与主要内容 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 2 直齿圆柱齿轮成形方案设计 |
| 2.1 研究对象及原成形工艺 |
| 2.2 有限元模型的建立 |
| 2.2.1 弹塑性有限元理论 |
| 2.2.2 有限元模型的建立 |
| 2.3 数值模拟结果 |
| 2.4 通过式连续“冷挤压+冷整形”复合成形工艺的提出 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 冷挤压工艺参数多目标优化 |
| 3.1 主要工艺参数对齿轮成形的影响 |
| 3.1.1 入模角 α 对齿轮成形的影响 |
| 3.1.2 劈分角厚度T对齿轮成形的影响 |
| 3.1.3 定径带长度L对齿轮成形的影响 |
| 3.1.4 齿顶圆角R对齿轮成形的影响 |
| 3.2 实验设计和模型建立 |
| 3.2.1 工艺参数的选择及目标函数 |
| 3.2.2 实验设计 |
| 3.2.3 响应面模型的选择 |
| 3.2.4 响应面模型的建立 |
| 3.3 优化和验证 |
| 3.3.1 优化 |
| 3.3.2 验证 |
| 3.4 结论 |
| 4 冷整形方式的选择及整形量的优化 |
| 4.1 冷整形工艺分析及整形量的初定 |
| 4.1.1 冷整形工艺方案分析 |
| 4.1.2 冷整形的方式 |
| 4.1.3 整形量的初定 |
| 4.2 数值模拟及结果比较 |
| 4.2.1 有限元模型的建立 |
| 4.2.2 不同冷整形方式下金属流动规律 |
| 4.2.3 不同冷整形方式对齿轮精度的影响 |
| 4.2.4 不同整形量下金属流动规律 |
| 4.2.5 不同整形量对齿轮精度的影响 |
| 4.2.6 不同定径带长度对齿轮精度的影响规律 |
| 4.2.7 变形温度对齿轮精度的影响 |
| 4.3 工艺实验 |
| 4.4 结论 |
| 5 冷挤压组合凹模的优化设计 |
| 5.1 组合凹模经验法设计 |
| 5.1.1 组合凹模的优越性 |
| 5.1.2 组合凹模的经验设计 |
| 5.1.3 有限元模型建立及模拟结果分析 |
| 5.2 组合凹模优化设计 |
| 5.2.1 组合凹模优化策略 |
| 5.2.2 设计变量和目标函数的选择 |
| 5.2.3 拉丁超立方抽样 |
| 5.2.4 近似模型的建立 |
| 5.2.5 基于粒子群算法的模型寻优 |
| 5.3 分析与比较 |
| 5.3.1 优化结果分析 |
| 5.3.2 优化结果比较 |
| 5.4 工艺实验 |
| 5.5 结论 |
| 6 直齿圆柱齿轮复合成形工艺实验 |
| 6.1 实验准备 |
| 6.1.1 模具制造及装配 |
| 6.1.2 坯料制备 |
| 6.1.3 实验设备 |
| 6.2 结果分析 |
| 6.2.1 尺寸及精度检测 |
| 6.2.2 金相及硬度检测 |
| 6.3 结论 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 不足之处及工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A. 作者攻读博士学位期间发表的论文目录 |
| B. 作者攻读博士学位期间参加的科研项目 |
（9）45号钢非对称齿轮温锻成形工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 直齿圆柱齿轮精锻的国内外研究现状 |
| 1.2.1 齿轮温挤压工艺研究现状 |
| 1.2.2 齿轮精锻模具设计研究现状 |
| 1.2.3 数值模拟方法运用于齿轮精锻 |
| 1.2.4 非对称齿轮的加工方法 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 非对称齿轮的三维建模和成形模具设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 非对称齿轮渐开线齿廓研究 |
| 2.3 Pro-E三维参数化建模 |
| 2.3.1 Pro-E概述 |
| 2.3.2 非对称渐开线齿轮的参数化建模 |
| 2.4 非对称齿轮温挤压成形工艺和模具设计 |
| 2.4.1 模具工装的确定和模具材料的选择 |
| 2.4.2 组合凹模设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 非对称齿轮温锻工艺数值模拟及成形实验分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 刚塑性有限元法理论及软件介绍 |
| 3.2.1 刚塑性有限元法概述 |
| 3.2.2 刚塑性有限元法理论 |
| 3.2.3 Deform软件简介 |
| 3.3 数值模拟方案的确定 |
| 3.4 数值模拟相关参数设置 |
| 3.5 正交实验结果分析 |
| 3.6 模拟结果分析 |
| 3.6.1 温度场分析 |
| 3.6.2 应力场分析 |
| 3.6.3 应变场分析 |
| 3.6.4 速度场分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 非对称渐开线齿轮温挤压成形模具优化设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 齿形凸模优化设计 |
| 4.3 凹模优化设计 |
| 4.4 非对称齿轮成形实验 |
| 4.5 成形实验与模拟结果对比 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 非对称齿轮力学性能测试和微观组织分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 非对称齿轮金属流线分析 |
| 5.3 非对称齿轮晶粒分析 |
| 5.4 非对称齿轮硬度测试 |
| 5.5 非对称齿轮强度测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）直齿圆柱齿轮冷精锻成形关键技术的工艺优化研究（论文提纲范文）
| 第1章绪论 |
| 1.1引言 |
| 1.2 直齿圆柱齿轮冷精瑕成形技术的研究现状 |
| 1.3 我国直齿圆巧齿轮冷精锻成形技术现存主要问题分析 |
| 1.4 课题研究的主要内容和目的 |
| 第2章 刚塑性有限元法数值模拟在塑性成形中的应用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 刚塑性流动理论基本方程 |
| 2.3 刚塑性有限元变分原理 |
| 2.4 刚塑性有限元求解方法 |
| 2.5 有限元模拟分析工具DEFORM简介 |
| 第3章 进行数值模拟时建模问题的处理 |
| 3.1 三维实体建模软件creo2.0简介 |
| 3.2 三维几何建模 |
| 3.3 坯料网格的划分 |
| 3.4 材料性质的定义 |
| 3.5 接触处理 |
| 3.6 模拟加载步长和模拟步数确定 |
| 第4章 直齿圆柱齿轮分区局部成形机理分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 冷精锻成形直齿圆柱齿轮的成形载荷计算方法 |
| 4.3 影响齿轮冷精锻成形载荷因素分析 |
| 4.4 分区局部成形工艺原理 |
| 4.5 有限元模型建立 |
| 4.6 有限元模拟结果和分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 基于分流原理的直齿圆柱齿轮冷精锻成形工艺研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 上端面分流成形工艺 |
| 5.3 有限元模拟分析 |
| 5.4 向内分流和芯轴交换耦合法成形工艺 |
| 5.5 模具结构与实验方案 |
| 5.6 有限元模型 |
| 5.7 有限元模拟结果和分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 直齿圆柱齿轮冷精锻模具设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 成形工艺介绍 |
| 6.3 模具结构设计 |
| 6.4 关键零部件设计及校核 |
| 6.5 实验研究 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况 |
四、直齿圆柱齿轮温挤压数值模拟（论文参考文献）
- [1]双金属直齿圆柱齿轮冷精锻成形关键技术研究[D]. 李春洋. 机械科学研究总院, 2020(01)
- [2]直齿轮精锻复合成形关键技术研究[D]. 王士灿. 华北水利水电大学, 2020(01)
- [3]直齿非圆锥齿轮热锻成形规律与精度控制方法研究[D]. 庄武豪. 武汉理工大学, 2019(07)
- [4]直齿圆柱齿轮径向挤压成形工艺与工装研究[D]. 陈跃男. 燕山大学, 2018(01)
- [5]等速万向节滑套多工序温冷复合精密成形技术研究[D]. 安自仁. 合肥工业大学, 2018(02)
- [6]直齿圆柱齿轮精密锻造工艺分析及数值模拟[D]. 周二停. 安徽工业大学, 2017(02)
- [7]直齿圆柱齿轮开式温挤压成形工艺研究[D]. 王伟. 燕山大学, 2017(05)
- [8]载重汽车用直齿圆柱齿轮连续冷挤压冷整形复合成形关键技术研究[D]. 梁强. 重庆大学, 2016(09)
- [9]45号钢非对称齿轮温锻成形工艺研究[D]. 孙鸿生. 哈尔滨工业大学, 2016(02)
- [10]直齿圆柱齿轮冷精锻成形关键技术的工艺优化研究[D]. 李振东. 山东建筑大学, 2016(08)