1、    淺析螺旋傘齒輪精鍛成形    向?qū)W院 鐘浩建摘要：螺旋傘齒輪普遍運用于坦克、拖拉機以及汽車等機械的驅(qū)動橋上，具有極大的需求量，而如今依舊采取以前的切削工藝實施加工，產(chǎn)品質(zhì)量不高，材料利用率低，很難滿足工業(yè)飛速發(fā)展對齒輪高性能的要求。于是，為了有效提升產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)運行效率，需要開發(fā)一種螺旋傘齒輪精鍛成形的新型工藝。本文首先分析了螺旋傘齒輪精鍛存在的相關(guān)問題，然后提出了有效的研究方法，以供參考。關(guān)鍵詞：螺旋傘齒輪;精鍛成形;研究螺旋傘齒輪在汽車船舶、工程機械以及空間技術(shù)等領域具有普遍的運用，而且其市場需求量非常大，它的核心功能是用來傳遞動力以及運

2、動1。本文首先分析了螺旋傘齒輪精鍛存在的相關(guān)問題，然后探究了如何優(yōu)化螺旋傘齒輪的精鍛工藝，以促進螺旋傘齒輪更好地適應時代發(fā)展的需求。一、螺旋傘齒輪精鍛存在的具體問題螺旋傘齒輪的幾何形狀十分繁瑣，以及其產(chǎn)品的表面質(zhì)量、尺寸精度、組織性能、力學性能要求非常高。經(jīng)過若干年的深入、有效研究。獲取了部分成果，可與現(xiàn)實生產(chǎn)應用還存在一定的距離，還有大量工作要開展，重點包含以下幾個方面：（一）工藝方案分析螺旋傘齒輪的精鍛工藝，存在型腔填充困難、產(chǎn)品質(zhì)量無法保證以及成形難度大、模具壽命低等問題2。于是，制定科學、有效的方案，使變形力獲得降低，充分提升模具壽命以及填充性能，依舊是未來的研究關(guān)鍵點。（二）成形過程

3、研究螺旋傘齒輪的精鍛成形填充過程很繁瑣，其成形過程中的材料塑性變形行為以及塑性力學行為是對齒輪精鍛成形工藝進行開發(fā)的關(guān)鍵條件。以前的力學研究方法對這種成形過程很難發(fā)揮作用，齒輪精鍛試驗由于精密加工和設備能力以及模具材料的要求較高，進一步造成工作量大以及費用很高。在傘齒輪的相關(guān)成形過程中才開始使用有限元分析技術(shù)，如今只是單一化地模擬研究了某一工藝的成形過程，還沒有系統(tǒng)性地分析成形過程的影響因素以及流動規(guī)律等。（三）模具結(jié)構(gòu)與工藝優(yōu)化問題螺旋傘齒輪精鍛屬于一種近凈成型的工藝。為了很好地滿足這種工藝的相關(guān)要求3。在模具以及工藝的相關(guān)設計中，應該以精鍛過程中金屬的變形力學特點以及真實流動規(guī)律為核心基礎

4、，對坯料的尺寸與形狀以及結(jié)構(gòu)等參數(shù)開展深入優(yōu)化。（四）其他工藝問題螺旋傘齒輪的精鍛成形是一項技術(shù)含量高以及難度很大的綜合性技術(shù)。在充分研究實用化工藝的時候，還需要考慮設備選擇與模具材料、潤滑處理、坯料精化處理等問題。二、如何優(yōu)化傘齒輪的精鍛工藝一般借助于實驗分析以及理論研究來深入研究齒輪精鍛技術(shù)，對齒輪成形整個過程中金屬的變形力以及流動規(guī)律開展分析，并且對模具幾何以及工藝參數(shù)變化成形的相關(guān)影響開展定性分析。這些與變形規(guī)律相關(guān)的探究工作重點集中在力能分析，針對流動規(guī)律的研究，就只能簡單地研究金屬的大體流動，而無法獲得變形坯料表面形狀以及內(nèi)部質(zhì)點的流動場，于是，只能獲得一些變形力學的特征參數(shù)，而無

5、法明確金屬的流動規(guī)律以及變形力學特征4。借助于實驗力學策略無法了解變形流動規(guī)律以及各種工藝參數(shù)對模具壽命以及鍛件質(zhì)量的影響，因此也不能很好地優(yōu)化壞料的尺寸與形狀、模具結(jié)構(gòu)以及工藝參數(shù)，加上周期長以及耗資大等原因，很難滿足分析以及研究的需要。伴隨全球化進程的加快與網(wǎng)絡化時代的來臨，其本身的缺陷也進一步暴露出來。近些年來，伴隨有限元理論的持續(xù)成熟化，出現(xiàn)了一些專門用來研究有限元的大型軟件，其運用范圍逐漸擴大，處理問題的能力也逐漸增強，為綜合分析齒輪成形過程的具體變形規(guī)律以及影響因素進一步提供了便利。如今autoforge、superforge以及deform等軟件專門用來有效模擬齒輪的成形工程。螺

6、旋傘齒輪精鍛是三維非穩(wěn)態(tài)塑性的成形過程，通常不能當作軸對稱或者平面問題來處理。經(jīng)過對三維有限元的相關(guān)數(shù)值進行有效模擬，能夠得到傘齒輪成形過程的應變分布、材料內(nèi)部應力、模具載荷以及材料流動規(guī)律等，為模具設計以及工藝參數(shù)的選擇進一步提供具體的參考數(shù)據(jù)。伴隨三維有限元模擬技術(shù)的持續(xù)進步。三維有限元數(shù)值模擬將不斷變成齒輪成形研究的重要手段。在分析螺旋傘齒輪的工藝的過程中還能夠利用等溫壓縮實驗，不斷獲取齒輪鋼的研究速度與溫度，流變應力曲線等因素對塑性變形行為的具體作用。然后借助于透射電鏡以及金相顯微鏡，仔細觀察各個變形條件下的微觀組織，分析其變形過程的具體變化。按照壓縮實驗的具體結(jié)果，探究變形速度以及變

7、形溫度對試樣內(nèi)部等的具體影響，不斷獲得合適的鍛壓工藝參數(shù)5。據(jù)此明確齒輪鋼鍛壓工藝的相關(guān)條件。采取有限元法數(shù)值模擬技術(shù)，對螺旋傘齒輪的工藝參數(shù)、成形過程、模具結(jié)構(gòu)對鍛壓過程的具體影響進行探究，分析金屬在螺旋傘齒輪成形中的具體流動規(guī)律，按照相關(guān)模擬結(jié)果對模具結(jié)構(gòu)以及成形工藝開展進一步優(yōu)化6。最后探究模擬以及試驗結(jié)果，制定科學、有效的生產(chǎn)工藝，進而減少生產(chǎn)成本，充分提升研發(fā)效率。三、結(jié)語總而言之，國內(nèi)汽車等工業(yè)的飛速發(fā)展，一定會對精鍛螺旋傘齒輪在質(zhì)量、性能以及精度等方面提出更嚴格的要求，也一定會促進傘齒輪精鍛技術(shù)的快速、持續(xù)發(fā)展。齒輪精鍛工藝進一步代表了我國的機械化水平，對螺旋傘齒輪精鍛技術(shù)進行優(yōu)化不但能夠促進國內(nèi)機械工業(yè)的飛速發(fā)展，提升整個領域機械產(chǎn)品的綜合水平，不斷縮短與發(fā)達國家之間的差距，而且能夠變成降低能耗以及節(jié)約材料的核心渠道，進而極大地提升機械工業(yè)的效益。參考文獻：1宋宇超.汽車后橋螺旋傘齒輪鑄鍛復合成形工藝的數(shù)值模擬研究d.2016.2王永剛.螺旋錐齒輪精鍛有限元分析與實驗研究j.鑄造技術(shù)，2017，038（012）：2985-2988.3李振東.直齒圓柱齒輪冷精鍛成形關(guān)鍵技術(shù)的工藝優(yōu)化研究d.2016.4徐君燕，卜建榮，朱楠.帶肋板齒輪坯閉式熱精鍛成形工藝的數(shù)值模擬改進j.期刊論文，2017