φ245圆锥螺旋齿轮摆辗成形工艺及模具设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

圆锥螺旋齿轮广泛应用于国内外油田石化机械、各种机床、各种机械加工设备、船舶工业、航天工业、等行业领域^[5]。圆锥螺旋齿轮又名螺旋伞齿轮、螺旋锥齿轮、弧齿锥齿轮等，常用于两相交轴之间的运动和动力传递，是一种可以按稳定传动比传动的传动件，其特点是传动比稳定，能稳定传动，承载能力高，耐磨损，使用寿命长，结构紧凑，节省空间，节约材料，在各类机械传动中，圆锥螺旋齿轮的传动效率最高，对各类传动尤其是大功率传动具有很大的经济效益^[5]。

圆锥螺旋齿轮摆辗成形工艺是一种较为先进的齿轮精密塑性成形工艺，主要优点有：省力、能源消耗低、投资少、模具寿命高、产品精度高、产品成形性能质量较好、生产效益高、易于实现机械化及自动化等优点^[5]。

摆辗成形工艺最早是由美国的slick提出的一种压力加工方法，并于1906年制造出了slick摆辗机，1967年波兰的华沙工业大学马尔辛尼克教授研制出了四种轨迹的摆辗机^[11]。到了二十世纪九十年代，瑞士、日本等国也研制出了摆辗机，并进行销售，此外，德国、前苏联等国也对摆辗机和摆辗成形工艺进行了大量的实验研究，并取得了一定的成果。到了2008年的第九届国际塑性加工技术会议上，波兰学者在摆动碾压技术的基础上，对摆头的部分进行了改进，提出了新颖的摆辗渐进成形技术，在常规的摆头下添加一组铁砧，通过组合铁砧与坯料的作用，进行了相关的实验研究，得到了较为理想的实验结果，这项新型的技术改善了坯料的流动性及摆头模具的受力情况，尤其便于受损模具的修复及更换^[10,12,13]。此项技术将是摆辗成形工艺领域的一项重大的技术进步。

我国也是研制摆辗技术和摆辗机较成功的国家，最早是上海的一家电机锻造厂研制出了圆形运动轨迹的单轨迹摆辗机，主要运用于汽车的热摆辗成形。到目前为止，我国共引进了二十多台摆辗机。1986年到1990年，兵部工业第59研究所承担了“cy80摩托车端面齿轮”和“jh80摩托车的端面齿轮和棘轮”的摆辗工艺的研究项目，在国内开创了冷摆辗成形技术工程化的先河^[10,12,13]。江苏太平洋精密锻造有限公司在与胡亚民合作后，在摆辗复合精密成形技术应用及开发领域取得了重大突破，填补了国内冷摆辗技术方面的许多空白，提升了我国的锻造业的整体水平，目前该公司已经大量生产汽车冷、温和热态下的精锻直齿轮、锥齿轮同步器的接合齿环、变速箱的结合齿轮等复杂零件，在产品的质量上达到甚至是超越了国外进口件的水平，实现了汽车零件的国际化，有效的代替了进口件。为国家节约了大量外汇。国内学者在理论研究以及工业实践上也进行了大量的工作。哈尔滨工业大学用电测法、小孔充填法、网格法测量了摆辗压力、应力应变分布，对摆辗变形特征进行了理论的解释。武汉理工大学的程培元利用有限元分析对摆辗设备进行结构分析，并且对直齿轮、锥齿轮进行了模拟分析。台湾学者许进忠等人对摆辗模具失效的预测及预防进行了研究。江西理工大学的蔡改贫对振动摆辗黏弹塑性统一本构关系及摆辗设备控制系统进行了研究^[10,12,13]。

2. 研究的基本内容与方案

一、基本内容

1.圆锥螺旋齿轮摆辗成型工艺、模具设计；

2. 利用有限元分析软件对成型工艺进行分析；

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解本课题相关研究，确定可行方案，完成开题报告。

第4周：工艺计算及设计。

第5-6周：模具设计。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 吕炎.锻模设计手册(第2版)[m].北京:机械工业出版社，2005.10

[2]李红英.金属塑性加工模具设计与制造[m].北京：化学工业出版社，2009.

[3]montoya i， santos m t， pérez i， et al. kinematic and sensitivity analysis of rotary forging process by means of a simulation model [j]. international journal of material forming，2008，(1)： 383-386.