外文翻译--长梯形花键的冷挤压及其成形分析 中文版.doc

重庆理工大学文献翻译二级学院机械学院班级机械5班学生姓名学号长梯形花键的冷挤压及其成形分析YuanAnfu收稿日期：2007.8.21，接受日期：2008.3.10，网上发表日期：2008.4.15施普林格出版社伦敦有限公司2008年版权所有摘要：由于刚度的原因，长梯形花键的加工时十分困难的。在本文中，一种基于三维速度场的分析和对分析模拟软件Deform-3D5.0的应用的特殊冷挤压技术已经应用于加工一种合格的12×840的16齿梯形花键上。关键词：冷挤压，矩形花键，成形极限，变形1.介绍由于矩形花键的根部很厚，故一般被应用于传递较大载荷的场合。因此，它被广泛应用与汽车工业中力的传递。本文主要聚焦于一个机械工业中的难题长梯形花键的加工。传统的机械加工手段，如铣、滚齿等由于其低下的效率和加工质量而不能不能用于批量生产这种花键。所以一些特殊制造方法如扭转、挤压等已经越来越被广泛应用。即便如此，正如图1中看到的那样，对于长梯形花键来说，二者在成形17部分的时候仍存在一些难题。2.成形的细节部分图1指的是将要被加工的长梯形花键，其详细信息如下：齿数：16齿厚：1.3材料：20Cr（GB）弹性模量：205Gpa泊松比：0:29密度：7850Kg/m3屈服强度：685Mpa齿顶圆直径：Dt=12.8mm齿根圆直径：10.86mm3.解决步骤：对于制造出一个合格的产品来说，存在两个待解决的问题：3.1模腔的结构：在挤压的过程中，模腔的结构直接影响变形的工件和应力应变分布。因此，有必要设计一种合理的模具结构，以适应实际成形条件来获得尽可能低的成形力。基于对挤压过程中金属流动规律的研究，可以设计出一种较为合理的模具结构。然后在相同实际条件下挤压的情况用Deform软件模拟。最后根据上述两个结果制造出挤压模具。3.2成形部分的刚度：至于本文中细长工件的成形，如何保证工件在冷挤压过程中刚度足够成为了一个压倒性的问题。所以，在实际挤压的过程中，传统的推压力被改变为拉力，同时被特殊机构支撑。上述这些技术被证明是行之有效的。图14.挤压分析在本文中，所有的分析都是在开模挤压的基础上进行的。4.1花键轴的形状函数由于梯形曲线的对称性，只有一半的形状绘制在图2中。根据此梯形花键的工作原理，得到它的表面形状函数如下：（1）其中，L为模具型腔工作区的有效长度；Rb为基圆半径；g()的定义如下：（2）其中Rt为花键的齿顶圆半径；Rr为花键的齿根圆半径；SR()为描述梯形花键的方程，如下：（3）其中，k为花键的压力角；t当花键顶圆是极半径时为角。图2图34.2实际角度根据梯形花键的实际尺寸，式子（1）（2）（3）可被转化如下：1=5.83。2=6.88。3=12.3。区域1：（4）区域2：（5）区域3：（6）5.挤压仿真本文中，应用了Deform软件模拟挤压过程，从而得出上述结论。仿真环境与下述实际情况是相似的：5.1仿真的目的为了降低制造成本，节约时间和尽快获得一个合格花键，在本文中，对挤压的仿真已经完成。所以，仿真的目的在于获得基于工件在挤压过程中的应力应变光导角（如图5所示）。5.2仿真环境分析软件：Deform-3D5.0分析模式：传热和形变工件材料：AISI-1045（与Cr20类似）目数：70000节点：14452元素：62766分析步骤数：100顶部和工件的摩擦系数：0.3底部和工件的摩擦系数：0.085.3设置模型和仿真仿真模型如图5所示，该结构底模为图4。底模和顶模的直径分别为45和25，厚度均为10mm。在这个模型中，底模和顶模都是刚性的，工件的材料为塑料。在挤压过程中，顶模以0.1mm/s恒定的速度向下移动。工件的直径和长度分别为12.9和25mm。在相同的条件下，对三组角度不同底模进行了仿真，分别为20°,25°和30°。图4图55.4仿真结果步骤10的应变分布和步骤24的应力分布分别如图6、7所示。其他的最大应力和应变在这两个步骤中的值在表1中列出。图8是步骤82的仿真结果。图6图7