一家专注流体压力成形技术
【作 者】吴敏辉;徐晓;夏琴香;程秀全
【前 言】
内外齿形件作为汽车离合器中的关键零部件，被广泛应用于现代汽车领域中，随着汽车轻量化要求的提高，其市场需求也日益增强[1]。汽车内外齿形件是离合器必不可少的零配件，其形状复杂、尺寸精度及性能要求高，市场需求量大。然而传统的加工方式如切削、拉削或插削等工艺生产离合器毂等产品，在成形内外齿时存在加工效率低和加工成本高等缺点，不利于进一步扩大此类产品的生产。近年来国外各大汽车零部件厂商纷纷尝试以金属板体积成形的方式制造该零件，并取得了较好的经济效益[2—3]，但是相关的技术研究为国外公司所保密，国内由于前期积累较少而鲜有报道，技术能力尚不成熟，严重阻碍了我国自主研发内外齿形件成形技术的发展[4]。
采用旋压方法成形内外齿时，在成形时属于局部塑性成形，有利于提高制件的力学性能，且由于旋轮和预制坯的接触面积小，所以对于设备的功率和压力要求较小。文中以某内外齿形件为对象，利用有限元软件 DEFORM-3D 对内外齿旋压成形进行模拟，研究成形过程中材料的流动及应变分布，获得成形时材料流动的规律；设计正交试验，以饱和度 Sr 为评判指标，以预制坯壁厚（t0）、预制坯内径（d）、芯模与预制坯之间摩擦因数（f1）和旋轮与预制坯之间摩擦因数（f2）为试验因素，分析4种因素对内外齿形件成形质量的影响规律，并获得最佳的成形参数组合，为离合器毂成形提供理论参考。
【结 论】
1）内外齿形件旋压成形时，工件径向的内外齿顶处产生负应变而减薄；工件切向产生正应变而拉伸；轴向产生正应变并集中在工件底部而产生飞边。
2）针对内齿圆角填充效果，4 个工艺参数对其影响程度为：预制坯壁厚 t0（因素 A）＞预制坯内径d（因素 B）＞芯模与预制坯间的摩擦因数 f1（因素 C）＞旋轮与预制坯间的摩擦因数 f2（因素 D）。
3）通过对 25 组试验结果进行数据处理分析后，找出了最优方案为 A5B3C1D1（即预制坯壁厚2.4 mm、预制坯内径 153.2 mm）、芯模与预制坯间的摩擦因数为 0.06、旋轮与预制坯间的摩擦因数为 0.06），获得了最大的饱和度，为有限元模拟和实际内外齿形件生产时提供指导。
4）将最优方案用于实际生产中进行验证，实验所得产品的外齿壁厚与内齿壁厚的最大相对误差分别为 1.90%和 1.77%，与模拟结果吻合，验证了有限元模型的可靠性以及工艺方案的可行性。
以下是正文：
