一种直齿圆柱齿轮冷挤压整形模具的设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110162930A(43)申请公布日2019.08.23(21)申请号201910510568.0(22)申请日2019.06.13(71)申请人河北科技大学地址050000河北省石家庄市裕翔街26号(72)发明人王伟马世博闫华军张双杰刘玉忠(74)专利代理机构石家庄国为知识产权事务所13120代理人李荣文(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图8页(54)发明名称一种直齿圆柱齿轮冷挤压整形模具的设计方法(57)摘要本发明提供了一种直齿圆柱齿轮冷挤压整形模具的设计方法，属于整形模具技术领域，所述方法包括：确定冷挤压整形的塑性变形量；确定整形凹模的弹性变形量的数学模型；确定齿坯的弹性回复量的数学模型；确定冷挤压整形的总变形量的数学模型；确定整形凹模的几何参数的计算公式；计算整形凹模的几何参数。本发明提供的一种直齿圆柱齿轮冷挤压整形模具的设计方法，可以快速的确定冷挤压整形所使用的整形凹模的全齿形的几何参数，且综合考虑了齿坯的塑性变形、整形凹模的弹性变形和齿坯的弹性回复，有利于目标齿轮冷挤压整形精度的提高。CN110162930ACN110162930A权利要求书1/2页1.一种直齿圆柱齿轮冷挤压整形模具的设计方法，其特征在于，包括：获取齿坯的几何参数和目标齿轮的几何参数，并根据所述齿坯的几何参数与所述目标齿轮的几何参数，确定冷挤压整形的塑性变形量；根据材料弹性变形理论建立整形凹模的弹性变形量的数学模型；根据材料弹塑性变形理论建立所述齿坯的弹性回复量的数学模型；根据所述冷挤压整形的塑性变形量、所述整形凹模的弹性变形量的数学模型和所述齿坯的弹性回复量的数学模型，确定冷挤压整形的总变形量的数学模型；根据所述目标齿轮的几何参数的计算公式和所述冷挤压整形的总变形量的数学模型，确定所述整形凹模的几何参数的计算公式；将所述整形凹模和所述齿坯的材料参数、所述目标齿轮的几何参数、所述冷挤压整形的塑性变形量带入建立的所述整形凹模的几何参数的计算公式，计算出所述整形凹模的几何参数。2.如权利要求1所述的一种直齿圆柱齿轮冷挤压整形模具的设计方法，其特征在于，所述根据材料弹性变形理论建立整形凹模的弹性变形量的数学模型包括：根据冷挤压整形的力学模型确定所述整形凹模的应变量的第一计算公式；根据塑性成形理论确定所述整形凹模的应变量的第二计算公式；根据所述整形凹模的弹性变形量计算公式、所述整形凹模的应变量的第一计算公式和所述整形凹模的应变量的第二计算公式，确定所述整形凹模的弹性变形量的数学模型。3.如权利要求2所述的一种直齿圆柱齿轮冷挤压整形模具的设计方法，其特征在于，所述整形凹模的弹性变形量的数学模型为：其中，Δd为整形凹模的弹性变形量，ld为整形凹模的尺寸，σx为稳定挤压阶段的应力值，Ed为凹模材料的弹性模量。4.如权利要求2所述的一种直齿圆柱齿轮冷挤压整形模具的设计方法，其特征在于，通过常温拉伸实验获取所述整形凹模的凹模材料应力-应变曲线，将所述凹模材料应力-应变曲线拟合为凹模材料双线性材料模型，根据所述凹模材料双线性材料模型，确定凹模材料的弹性模量。5.如权利要求1所述的一种直齿圆柱齿轮冷挤压整形模具的设计方法，其特征在于，所述根据材料弹塑性变形理论建立所述齿坯的弹性回复量的数学模型包括：根据冷挤压整形的力学模型确定所述齿坯的应变量的第一计算公式；根据塑性成形理论确定所述齿坯的应变量的第二计算公式；根据所述齿坯的弹性回复量计算公式、所述齿坯的应变量的第一计算公式和所述齿坯的应变量的第二计算公式，确定所述齿坯的弹性回复量的数学模型。6.如权利要求5所述的一种直齿圆柱齿轮冷挤压整形模具的设计方法，其特征在于，所述齿坯的弹性回复量的数学模型为：其中，Δg为齿坯的弹性回复量，lg为整形后齿坯的尺寸，l0为整形前齿坯的尺寸，σs为齿2CN110162930A权利要求书2/2页坯材料的屈服强度，σx为稳定挤压阶段的应力值，Eg为齿坯材料的弹性模量，Epg为齿坯材料的塑性模量。7.如权利要求5所述的一种直齿圆柱齿轮冷挤压整形模具的设计方法，其特征在于，通过常温拉伸实验获取所述齿坯的齿坯材料应力-应变曲线，将所述齿坯材料应力-应变曲线拟合为齿坯材料双线性材料模型，根据所述齿坯材料双线性材料模型，确定齿坯材料的弹性模量、塑性模量及屈服强度。8.如权利要求5所述的一种直齿圆柱齿轮冷挤压整形模具的设计方法，其特征在于，所述冷挤压整形的塑性变形量，包括所述齿坯的单边齿侧整形量和所述齿坯的齿顶整形量；所述冷挤压整形的总变形量的数学模型，包括冷挤压整形单边齿侧的总变形量的数学模型和冷挤压整形齿顶的总变形量的数学模型；所述冷挤压整形单边齿侧的总变形量的数学模型