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带运动可控式凹模的直齿轮精锻成形研究
摘要
直齿轮精锻成形是一种高效率、高精度的直齿轮加工方法。本文基于带运动可控式凹模精锻成形理论，针对直齿轮精锻成形工艺进行了研究。根据模具设计原理，详细分析了直齿轮在精锻过程中的形变和变形机理，并提出了相应的优化方法。通过对实际工艺进行仿真分析，得出了合理的精锻工艺参数，实现了直齿轮的高效率、高精度加工。本文的研究成果对直齿轮精锻成形工艺的推广和应用具有一定的参考价值。
关键词：直齿轮；精锻成形；带运动可控式凹模；变形机理；优化方法
Abstract
Precisionforgingisanefficientandhigh-precisionmethodformachiningstraightgears.Basedonthetheoryofprecisionforgingwithmotion-controllableconcavedies,thispaperstudiestheprocessofprecisionforgingofstraightgears.Accordingtotheprinciplesofmolddesign,thedeformationanddeformationmechanismofstraightgearsduringprecisionforgingareanalyzedindetail,andcorrespondingoptimizationmethodsareproposed.Bysimulatingandanalyzingtheactualprocess,reasonableforgingprocessparametersareobtained,andthehigh-efficiencyandhigh-precisionmachiningofstraightgearsisrealized.Theresearchresultsofthispaperhavecertainreferencevalueforthepromotionandapplicationofprecisionforgingprocessofstraightgears.
Keywords:straightgears;precisionforging;motion-controllableconcavedies;deformationmechanism;optimizationmethods
一、引言
直齿轮是一种常见的传动机构，在机械加工领域中应用广泛。目前，直齿轮加工方法主要有齿轮铣削、齿轮磨削、齿轮冷锻等。其中，齿轮精锻成形是一种高效率、高精度的直齿轮加工方法。带运动可控式凹模是直齿轮精锻成形的关键工具，可以实现高精度的变形和成形，是现代直齿轮制造业的重要工具。
本文基于带运动可控式凹模精锻成形理论，针对直齿轮精锻成形工艺进行了研究。根据模具设计原理，详细分析了直齿轮在精锻过程中的形变和变形机理，并提出了相应的优化方法。通过对实际工艺进行仿真分析，得出了合理的精锻工艺参数，实现了直齿轮的高效率、高精度加工。
二、直齿轮精锻成形的原理及工艺过程
1.带运动可控式凹模的原理
带运动可控式凹模，简称为运动凹模，是一种在模具设计中广泛应用的技术。它采用多组可调节的凹模来控制金属在成形过程中的变形，实现高精度的成形和加工。运动凹模的关键部件包括凹模、凸轮、类似驱动螺旋的进给机构、扰动机构等。通过不同的驱动方式和调节参数，可以实现各种形状的金属件成形。
2.直齿轮精锻成形的过程
直齿轮精锻成形是指通过精锻技术将预先制备好的材料模锻成为直齿轮的过程。其工艺流程包括前处理、精锻成形、后处理等环节。其中，精锻成形是直齿轮精锻成形的核心环节，直接影响到直齿轮的加工质量和效率。
直齿轮精锻成形的过程包括模闭合、下模上升、上模下压、下模退回、开启回位等五个步骤。其中，模闭合是通过锁紧机构将模具紧密连接在一起；下模上升是指下模通过驱动装置向上移动；上模下压是指上模通过驱动装置向下移动，使得预先制备好的材料受到压力，并经过一定的塑性变形；下模退回是指下模通过驱动装置向下移动，使得精锻成形得到完成；开启回位是指上模和下模通过驱动装置分别退回到起始位置，进入下一轮精锻。
三、直齿轮精锻成形过程中的变形机理
1.孔径的变形
孔径的变形是影响直齿轮精锻成形质量的关键因素之一。在精锻过程中，由于材料的塑性变形和模具的挤压作用，孔径的大小和形状会发生变化。如果孔径的变形不规律，将会导致直齿轮的齿距和齿厚不均匀，严重影响其精锻成形的质量。
2.齿形的变形
齿形的变形是直齿轮精锻成形过程中的另一个关键因素。齿形的变形与精锻过程中直齿轮的成形过程密切相关。在精锻过程中，直齿轮经过多次的挤压和拉伸，其齿形的形状和大小将发生变化。如果齿形的