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伞齿轮模腔的充填

 伞齿轮模腔的充填

  随着进给量的增加,坯料被逐步挤入齿形凹模齿槽中,直至完成整个模腔的充填。
  闭式复合成形金属变形分析所示为金属坯料在封闭模具型腔中的几个变形阶段,变形过程大致经历了自由镦粗变形到部分有约束连续挤压镦粗变形,金属坯料充填齿部型腔的径向挤压变形以及反向挤压等几个变形阶段。
  (1)自由镦粗变形。当凹模下行到与坯料接触后,由于坯料直径小于下凹模直径,封闭模具型腔内的坯料尚未挤入齿形凹模的齿槽中,此时坯料首先发生镦粗变形,下凹模内的金属变形为闭式镦粗,齿形凹模型腔内的金属为自由镦粗,此变形阶段进行到坯料充满下凹模和开始挤入齿槽时为止。
  (2)径向挤压变形。随着齿形凹模继续下行,下冲头开始将金属坯料从下凹模中挤入齿形凹模。由于坯料与下冲头内壁的摩擦作用使模腔闭合,挤入模腔内的材料只能沿着径向流入齿槽中,即为径向挤压变形,此变形阶段一直进行到封闭模具型腔不能再保持封闭状态为止。
  (3)镦挤变形。随着径向挤压过程的进行,坯料与下凹模的摩擦力越来越小,与此同时,挤入齿形凹模内的坯料越来越多,对下凹模产生的作用力越来越大,一旦向下的作用力大于向上的摩擦力和弹簧的作用力时,下凹模便会与齿形凹模分离,使原来封闭的模具型腔不能继续保持封闭状态,此时,挤入材料不再流向齿槽,而是堆积在模腔的大端,这就是所说的镦挤变形,此变形阶段进行到下凹模与支承块接触为止。
  (4)反向挤压变形。上述镦挤变形结束后,凹模仍继续下行,迫使模腔内的材料完全充满齿槽,多余材料则从大端齿槽反挤出来,此时即产生反向挤压变形,一直到上、下模靠死为止。
  从上述分析可知,伞齿轮闭式复合成形的变形过程主要是由径向挤压、镦挤变形和反向挤压3个阶段组成。在径向挤压过程中,由于有效地利用了坯料和下凹模之间的摩擦作用,使模腔处于闭合状态,阻止了材料过早流向模口,强制变形材料只能径向挤压流入齿槽。随后镦挤变形阶段为反挤创造了条件,作为一个过渡变形阶段,在最后的反向挤压时,首先是以较大的挤压比将材料挤向齿槽深处,当材料完全充满模腔齿槽后,多余材料从齿槽大端流出。综上所述,以闭式复合成形方法成形伞齿轮时,材料在模腔内的流动是合理的,不但能保证锻件尺寸精度,还有利于提高模具寿命,降低锥齿轮成形所需要的变形力。
  结束语
  (1)选择合适的弹簧,保证坯料在模具型腔中变形时齿形凹模与下凹模不被分开是实现锥齿轮闭式复合成形的重要条件。
  (2)选择合理的闭式成形工艺参数、齿形电极修正、后续加工工装是该工艺技术的关键。
  (3)与现行加工工艺相比,闭式复合成形工艺缩短了加工工序,减少机加工量约70%.
  (4)加工的齿轮精度完全能达到8级,并且表面粗糙度值较小。
  (5)与传统机械加工工艺相比可以降低成本30%左右。
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