齿轮精密成形理论研究及其CADCAPP系统的开发.pdfVIP

《冶金自动4L}2006年增刊(S1) 张锐，韩从亚，杨秀芝 (武汉理T大学自动化学院，湖北武汉430070) [摘要】对圆柱齿轮的精密模锻和圆锥齿轮的冷摆搬成形工艺及其力学本质进行了系统的研究，确立了齿轮 精密成形工艺参数、锻件、预制坯、模具以及电极的尺寸精度的传递规律和设计计算方法链。在此基础上，基于 Pm／ENG／NEER2001和Visual CAPP。 [关键词]齿轮；精密模锻；玲摆辗；CAD；CAPP 0引言 齿轮加工有切削加工和坦性成形两大类。塑 A=18(1-0．005D_f)【1。1+彘J 性成形以其高效率、高精度而成为齿轮先进加工 (o．75+o．001D锋)D件d (5) 技术的主要方法【lJ。精密模锻是在传统模锻工艺 ， 、2 乳(卜o·005D1})l 1’1+毒J 的基础上发展起来的先进制造技术；冷摆辗精密 (o．75+o．001D译)D件口 (6) 成形是将型材经靼性变形的新技术。 式中，D件为锻件直径；a为圆柱齿轮材料的埘服 1模锻时圆柱齿轮相关计算 应力。 目前，圆柱齿轮精锻的理论分析及实验主要 1．2工具电极的设计及电极齿形的影响因素 集中在二方面：变形规律的研究；工艺设计和模具 齿轮精锻模型腔常采用电火花加工。加工 设i_t-Wt及锻件质量干u精度控制的研究【2J。 叶l，模具型腔齿形与电极齿形之问存在放电问隙 圆柱齿轮毛坯尺寸应以镦粗变形为依据计 护]。如图1所示，记厶和岛分别为模具型腔齿 算。毛坯体积、直径和高度为： 形轮廓线和电极齿形轮廓线。经过一系列推导， ％=(1+k)慷 (1) 以模具渐开线齿形为基础变位渐开线方程： 如1．13√业竽 (2) = 如 + “ (7) ，___●●-【 =-孙∞ “+ ∞_吕 一 ∽嘲 啦抱 n“ 飞～小 嘴“ +h n“ t) 如=等 (3) 耳d珏 式中，k为宽裕系数，^=0．12一O．25；m为毛坯高 度与直径比值，m=1．8—2．2。 毛边的厚度采用经验公式计算 h=o．015厂再 (4) 式中，脚为锻件在分模面上的投影面积。 1．1锻造力的计算与设备吨位的选择 生产中，模锻力的计算多用经验公式确定设 图1模具与电极齿形的关系 备吨位。设模锻成形时最后一次锤击力最大。可 电极齿形轮廓上的点^2，rM为Ll齿形的基 得到齿轮锻件最终锤击所需变形功和锻锤吨位的 圆半径。对于齿形上任意点，模具齿形￡l的极半 计算式： 径P