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摘要：螺旋傘齒輪普遍運(yùn)用于坦克、拖拉機(jī)以及汽車(chē)等機(jī)械的驅(qū)動(dòng)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(shí)施加工，產(chǎn)品質(zhì)量不高，材料利用率低，很難滿(mǎn)足工業(yè)飛速發(fā)展對(duì)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(yùn)行效率，需要開(kāi)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(wèn)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(chē)船舶、工程機(jī)械以及空間技術(shù)等領(lǐng)域具有普遍的運(yùn)用，而且其市場(chǎng)需求量非常大，它的核心功能是用來(lái)傳遞動(dòng)力以及運(yùn)動(dòng)[1]。本文首先分析了螺旋傘齒輪精鍛存在的相關(guān)問(wèn)題，然后探究了如何優(yōu)化螺旋傘齒輪的精鍛工藝，以促進(jìn)螺旋傘齒輪更好地適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需求。

一、螺旋傘齒輪精鍛存在的具體問(wèn)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(xué)性能要求非常高。經(jīng)過(guò)若干年的深入、有效研究。獲取了部分成果，可與現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)應(yīng)用還存在一定的距離，還有大量工作要開(kāi)展，重點(diǎn)包含以下幾個(gè)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(wú)法保證以及成形難度大、模具壽命低等問(wèn)題[2]。于是，制定科學(xué)、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(lái)的研究關(guān)鍵點(diǎn)。

（二）成形過(guò)程研究

螺旋傘齒輪的精鍛成形填充過(guò)程很繁瑣，其成形過(guò)程中的材料塑性變形行為以及塑性力學(xué)行為是對(duì)齒輪精鍛成形工藝進(jìn)行開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵條件。以前的力學(xué)研究方法對(duì)這種成形過(guò)程很難發(fā)揮作用，齒輪精鍛試驗(yàn)由于精密加工和設(shè)備能力以及模具材料的要求較高，進(jìn)一步造成工作量大以及費(fèi)用很高。在傘齒輪的相關(guān)成形過(guò)程中才開(kāi)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(guò)程，還沒(méi)有系統(tǒng)性地分析成形過(guò)程的影響因素以及流動(dòng)規(guī)律等。

（三）模具結(jié)構(gòu)與工藝優(yōu)化問(wèn)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(mǎn)足這種工藝的相關(guān)要求[3]。在模具以及工藝的相關(guān)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該以精鍛過(guò)程中金屬的變形力學(xué)特點(diǎn)以及真實(shí)流動(dòng)規(guī)律為核心基礎(chǔ)，對(duì)坯料的尺寸與形狀以及結(jié)構(gòu)等參數(shù)開(kāi)展深入優(yōu)化。

（四）其他工藝問(wèn)題

螺旋傘齒輪的精鍛成形是一項(xiàng)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(shí)用化工藝的時(shí)候，還需要考慮設(shè)備選擇與模具材料、潤(rùn)滑處理、坯料精化處理等問(wèn)題。

二、如何優(yōu)化傘齒輪的精鍛工藝

一般借助于實(shí)驗(yàn)分析以及理論研究來(lái)深入研究齒輪精鍛技術(shù)，對(duì)齒輪成形整個(gè)過(guò)程中金屬的變形力以及流動(dòng)規(guī)律開(kāi)展分析，并且對(duì)模具幾何以及工藝參數(shù)變化成形的相關(guān)影響開(kāi)展定性分析。這些與變形規(guī)律相關(guān)的探究工作重點(diǎn)集中在力能分析，針對(duì)流動(dòng)規(guī)律的研究，就只能簡(jiǎn)單地研究金屬的大體流動(dòng)，而無(wú)法獲得變形坯料表面形狀以及內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng)場(chǎng)，于是，只能獲得一些變形力學(xué)的特征參數(shù)，而無(wú)法明確金屬的流動(dòng)規(guī)律以及變形力學(xué)特征[4]。借助于實(shí)驗(yàn)力學(xué)策略無(wú)法了解變形流動(dòng)規(guī)律以及各種工藝參數(shù)對(duì)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(zhǎng)以及耗資大等原因，很難滿(mǎn)足分析以及研究的需要。伴隨全球化進(jìn)程的加快與網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代的來(lái)臨，其本身的缺陷也進(jìn)一步暴露出來(lái)。

近些年來(lái)，伴隨有限元理論的持續(xù)成熟化，出現(xiàn)了一些專(zhuān)門(mén)用來(lái)研究有限元的大型軟件，其運(yùn)用范圍逐漸擴(kuò)大，處理問(wèn)題的能力也逐漸增強(qiáng)，為綜合分析齒輪成形過(guò)程的具體變形規(guī)律以及影響因素進(jìn)一步提供了便利。如今Autoforge、Superforge以及Deform等軟件專(zhuān)門(mén)用來(lái)有效模擬齒輪的成形工程。螺旋傘齒輪精鍛是三維非穩(wěn)態(tài)塑性的成形過(guò)程，通常不能當(dāng)作軸對(duì)稱(chēng)或者平面問(wèn)題來(lái)處理。經(jīng)過(guò)對(duì)三維有限元的相關(guān)數(shù)值進(jìn)行有效模擬，能夠得到傘齒輪成形過(guò)程的應(yīng)變分布、材料內(nèi)部應(yīng)力、模具載荷以及材料流動(dòng)規(guī)律等，為模具設(shè)計(jì)以及工藝參數(shù)的選擇進(jìn)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(jìn)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(guò)程中還能夠利用等溫壓縮實(shí)驗(yàn)，不斷獲取齒輪鋼的研究速度與溫度，流變應(yīng)力曲線等因素對(duì)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(xì)觀察各個(gè)變形條件下的微觀組織，分析其變形過(guò)程的具體變化。按照壓縮實(shí)驗(yàn)的具體結(jié)果，探究變形速度以及變形溫度對(duì)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(duì)螺旋傘齒輪的工藝參數(shù)、成形過(guò)程、模具結(jié)構(gòu)對(duì)鍛壓過(guò)程的具體影響進(jìn)行探究，分析金屬在螺旋傘齒輪成形中的具體流動(dòng)規(guī)律，按照相關(guān)模擬結(jié)果對(duì)模具結(jié)構(gòu)以及成形工藝開(kāi)展進(jìn)一步優(yōu)化[6]。最后探究模擬以及試驗(yàn)結(jié)果，制定科學(xué)、有效的生產(chǎn)工藝，進(jìn)而減少生產(chǎn)成本，充分提升研發(fā)效率。

三、結(jié)語(yǔ)

總而言之，國(guó)內(nèi)汽車(chē)等工業(yè)的飛速發(fā)展，一定會(huì)對(duì)精鍛螺旋傘齒輪在質(zhì)量、性能以及精度等方面提出更嚴(yán)格的要求，也一定會(huì)促進(jìn)傘齒輪精鍛技術(shù)的快速、持續(xù)發(fā)展。齒輪精鍛工藝進(jìn)一步代表了我國(guó)的機(jī)械化水平，對(duì)螺旋傘齒輪精鍛技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化不但能夠促進(jìn)國(guó)內(nèi)機(jī)械工業(yè)的飛速發(fā)展，提升整個(gè)領(lǐng)域機(jī)械產(chǎn)品的綜合水平，不斷縮短與發(fā)達(dá)國(guó)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(jìn)而極大地提升機(jī)械工業(yè)的效益。

參考文獻(xiàn)：

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[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(jìn)[J].期刊論文，2017，41（3）.

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