摘要：提出一种内外局部约束高效滚轧成形内齿圈新工艺,完成相关工艺构架并分析了其成形过程内外滚轧模具及工件的运动特征。搭建了采用2对滚轧模具的内齿圈滚轧试验平台,实现了内齿圈滚轧;建立多对滚轧模具内外局部约束下内齿圈滚轧过程有限元模型,完成了采用2对滚轧模具和3对滚轧模具的内齿圈滚轧过程有限元分析。试验与有限元结果表明,齿形形状完整、轮廓清晰,达到了设计齿高要求,内齿圈滚轧成形工艺可行;和试验获得齿高相比,有限元模型对齿形预测误差小于5%;通过适当的模具和坯料几何参数调整,可控制成形齿高、改善端面成形质量。研究结果对内复杂型面零件的高效省力成形工艺具有理论意义和参考价值。

摘要：面对我国对建筑钢筋的庞大需求以及钢筋两端高效精密制造出螺纹的要求,迫切需要新的加工工艺和设备来满足。分析各类螺纹滚压工艺原理、特点和工艺参数之间的关系,提出一种钢筋剥肋滚压复合新工艺。基于该工艺设计并研制了对称式剥肋滚压设备,滚压模具相位保持机构和对称机构显著提高了钢筋端头螺纹成形的可靠性和效率。通过静力学分析了主轴变形以及箱体模态。利用有限元分析了滚压过程的塑性变形情况和材料流动规律,发现滚压过程中螺纹成形的等效应变随着模具的进给而增加,在切入段集中在齿廓周围,校正段和成形段均分布在整个螺纹,且坯料芯部没有应力和应变发生。牙侧材料从底部流向顶部导致齿高逐渐变高,且牙底的轴向位移最大。在所研制的设备上开展了剥肋滚压试验,验证了剥肋滚压工艺及其设备的可行性与可靠性,结果表明适当增加钢筋的剥肋直径可消除齿顶拉尖现象,同时精确的模具中心距是保证成形螺纹尺寸精度的重要因素。

摘要：轴向长度较大的花键毂内花键多采用切削工艺加工,采用冷挤压成形可有效提升零件性能、生产效率、材料利用率。设计了轴向长度远小于成形内花键轴向长度的3段式内齿挤压冲头,实现花键毂内花键轴向增量挤压成形;建立了该内花键齿形轴向增量挤压成形过程有限元模型。数值模拟获得了完整清晰的内花键齿形,最大成形载荷约为1 MN。根据载荷变化和几何结构特征可将整个成形过程分为7个成形阶段,第4阶段是稳定挤压成形阶段,挤压冲头不同区域同工件接触稳定。设计的挤压冲头和工艺过程可成形出要求的花键毂内齿形。

摘要：20MoCr4钢是一种优良齿轮、齿圈等汽车关键零部件用到强度低合金钢。研究获得其材料性能参数是设计汽车零部件、制定成形工艺路线的前提条件。基于金属材料性能模拟计算软件JMatPro,获得了宽温度范围(25~1200℃)内详细全面的20MoCr4钢材料力学性能和热物理性能,结果表明:在500~750℃的温度变化范围内应力会出现较为明显跳跃式变化,在700~850℃之间热导率和比热容出现较为明显跳跃式变化,580~780℃为该材料较合适的温成形温度区间。相关材料性能数据和研究结果为20MoCr4钢滚轧等温成形过程热力耦合有限元分析提供基础。