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基于有限元法的精密锻造齿环齿顶折叠的研究
邵长伟，周杰，王梦寒，汪丰林，徐智敏
重炭大学材料科学与工程学院，重庆400344
摘要：针对钢质同步齿环在精密锻造成形过程中出现的小齿齿项折叠现盈．应用刚塑性有限元理论．利
用专用的塑性成形模拟软件对同步环的成形过程进行了模拟．获得了齿顶折叠的形成过程与机理．针对齿
顶折叠形成的特点．借助模拟软件进行TI艺优化．使齿顶的成形方式由雁工艺的挤扩成形转变为镦挤成
形．消除了齿项折叠现象．获得了无折叠的齿环锻件．生产试制验证了研究结果的可靠性．
关键词：钢质同步齿环；捕密锻造；有限元法；傲挤；折叠控制
of on of in ringprecision
top gearsynchronizer
Ana!ysisthe趔ding
basedonrEM
10rgm2
XUZhi-rain
$HAOChang-wei，ZHOUJie．WANGMeng-han．WANGFeng-lint
SchoolofMaterialsScience
Abstract：Asimulation 3D
synchronizerringprecisionforgingbyusing
analysesoffoefoldingoNtoDofgearin
elementrnethodis andmechanism sludied
Theformingprocessoffoldingismainly
rigid．plasticfialte presented
radialextr惦ion
Aslmulatinn conditionsFEMit n}c
analysesisstudiedtooptimizctheprocess byusing replaces
3DFEM
and and
withthemcIhed extrudingtoeliminatefoldingbyusing adap‘cdpzx”．ess．andthe
ofupsetting
rcsuhhasbeenverifiedbyproducing
Keywords：steelsynchronizer and
ring,precisionforging,FEM，upsetting
1引言
精密锻造(净成形)是指零件锻遣成形后．仅需少量加工就可用作机械构件的成形技术．它能蟛获得
材料利用率高、尺寸精度高的锻件．近30年来．精密锻造得以快速发展，特别在汽车彳亍业应用非常广泛¨”．
^车变速箱同步齿环作为变速箱的重要郭件．通过热精锻工艺获得·
18个大齿和18个小齿，侧面均布3个凸出花键，锻造坯料形状为卿环，通过齿根圆定位．
齿环在锻造后机加工齿顶时发现．花键上方的小齿齿顶均出现“裂n”(图2)，而其他小齿与大齿均
无问题．裂口严重髟响齿环外观和使用性能．废件辜也较高．本文利用体积成形有限元软件Dc‰0D对
同步齿环糟密锻造成形进行三维刚塑性有限元模拟．分析小齿齿顶折叠的成因。并通过修改相关工艺获得
合格产品
O
骂I同步齿环=维圈 圈2小齿齿璜裂口
2工艺分析与建立有限元模型
由于齿砸“裂口”只在花键上方的小齿出现，而其他的小齿与大齿均无问题．囡此捧除锻造坯料的质
量问臣．我们着重分
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