圆柱直齿轮温挤压数值模拟：优化凹模设计

本文主要探讨了圆柱直齿轮在温挤压成形过程中的数值模拟及其凹模改良策略。作者李更新和杨永顺针对河南科技大学的研究背景，针对传统的切削加工工艺存在的局限性，着重研究了正向温挤压这一精密成形方法，这种方法具有生产效率高、成本低等优点。 通过对圆柱直齿轮在不同凹模结构下的数值模拟，研究者发现，当凹模入模角为180度，内径与齿顶圆直径相等，并且在齿根圆处不使用倒角设计时，齿轮的成形效果最佳。这样的设计有利于避免冷精锻和封闭镦挤技术中可能出现的齿形局部充料不足的问题，从而提高了齿轮的成型质量和精度。 数值模拟作为一种重要的设计工具，在齿轮成形过程中发挥了关键作用。它不仅减少了物理模拟的需求，降低了试验模具的制造成本和设计时间，还能够实时评估和优化设计方案。通过模拟，研究者可以获取诸如应力应变关系、温度场分布和挤压力变化等详细数据，为齿轮的精确成形提供了理论依据。 尽管之前已有文献对直齿轮的径向冷挤压、挤压成形、铝质圆柱直齿轮的冷挤压以及超塑冷挤压进行了数值模拟研究，但关于凹模结构的优化仍有待深入。本文的重点在于填补这一空白，通过对钢材圆柱直齿轮的温挤压进行数值模拟，作者们探讨了不同凹模结构对成形性能的影响，并提出了针对实际生产需求的改良策略。这将有助于改进现有模具设计，提高钢质圆柱直齿轮的温挤压成形工艺，使其在工业生产中得到更广泛的应用。