齒輪冷擠壓成形影響因素模擬分析研究

姚國平，陳 磊

齒輪冷擠壓成形影響因素模擬分析研究

姚國平，陳 磊

齒輪是廣泛使用的機械傳動零件，冷擠壓是制造齒輪的方法之一。采用數值模擬方法分析了齒輪冷擠壓過程的影響因素。發現坯料選擇要考慮到沖壓力大小，結合零件形狀，最好與齒頂圓相同，或比齒頂圓大1～2mm。坯料中帶孔擠壓可以降低擠壓力約10%，因而降低了凹模受力，可降低模具磨損，提高模具壽命。沖頭含凸臺時，凸臺高度要小于凹模入口角高度，否則會導致內部空洞。凹模入口角盡量加大以減小受力。凹模中芯棒對沖頭受力影響很大，隨著直徑增加而增加。采用復合擠壓是一種很好的齒輪成形方式，能夠降低材料消耗和后續的切削量。

齒輪是廣泛使用的機械傳動零件，齒輪形狀復雜，加工及性能要求高。傳統的加工齒輪的方法采用機械加工，一般采用插齒或滾齒法，需要專業加工設備，加工速度慢，效率低。冷擠壓技術加工齒輪，能夠克服機械加工的很多缺點，加工速度快，一般幾秒鐘就可完成一個零件的擠壓，特別適合大批量生產，在機械零件，特別是汽車的零部件中得到了廣泛的應用。

在冷擠壓過程中，影響因素很多，如擠壓力、材料、模具、設備等，其中擠壓力是一個主要的指標。擠壓力大小直接影響著模具受力和模具壽命，在設計中是一個非常重要的問題。通過擠壓力分析，可以得到優化的模具結構與形狀。傳統分析擠壓力是通過一些經驗公式，然而對于一些復雜結構，很難準確進行計算。……