本书较系统地介绍了齿形零件的塑性成形加工工艺过程和实用方法。全书内容包含齿形零件概述、金属塑性成形加工方法、齿形零件的冷轧成形、齿形零件的热轧成形、齿形零件的冷挤压成形、齿形零件的冷镦挤成形、齿形零件的精密热模锻成形、齿形零件的冷摆辗成形、齿形零件的复合成形。 本书主要目的是给在生产现场和科研、教学实践第一线进行齿形零件的冷轧成形加工、热轧成形加工、冷挤压成形加工、冷镦挤成形加工、冷摆辗成形加工、精密热模锻成形加工等塑性成形加工方面的工程技术人员提供具体、可靠的参考和指导。为此,在讲清成形方法和工艺流程的前提下,力求深入浅出、切实可行,使所介绍的成形工艺及模具设计具有较强的可操作性。
伍太宾,男,1967年2月生,四川省营山县人;重庆文理学院新材料技术研究院,教授,高级工程师,工学硕士。 一、以第一作者发表的科研论文1992年4月至今共发表各类科研论文100余篇。以第1作者发表科研论文60余篇,其中被EI收录论文4篇、境外论文2篇、国家级核心期刊论文6篇、全国中文核心期刊论文30余篇、一般期刊论文及会议论文30余篇;以第2作者等发表各类科研论文20余篇。 二、所主持的科研项目自1992年4月毕业分配参加工作以来,所从事的科研项目30余项。其中作为项目负责人主持的科研项目21项;作为项目主研人员参与国家自然科学基金项目2项、参与省部级科研3项、参与横向科研项目3项。 省部级纵向科研项目4项(项目主持人),地市级纵向科研项目3项(项目主持人);横向军品科研项目5项(项目主持人),横向民品科研项目20余项(项目主持人)。三、科研获奖情况 1992年4月至今共获得各种科研奖项5项,其中获得省部级奖励2项(排名第5),校级奖励1项(排名第1),会议论文获奖3项(排名第1)。四、所编撰的教材和专著 1、教材(1)锻造工艺过程及模具设计,参编,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,中国林业出版社、北京大学出版社,2006年8月; (2)摆动辗压工艺及模具设计(第2版),副主编,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,重庆大学出版社,2008年6月;(3)材料加工学,副主编,普通高等教育研究生教材,机械工业出版社,2012年8月; (4)锻造成形工艺与模具,主编,“十三五”普通高等教育本科规划教材,北京大学出版社,2017年5月。2、专著 (1)塑料模具的设计与制造问答,参编,机械工业出版社,2005年5月;(2)冷摆辗精密成形,主编,机械工业出版社,2011年1月; (3)特种锻造,参编,国防工业出版社,2011年5月; (4)特种合金及其锻造,参编,国防工业出版社,2009年10月。 (5)铝及铝合金的近净锻造成形技术,冶金工业出版社,2020.
第1章 齿形零件概述................................................1 1.1 齿形零件轮齿的齿形曲线...........................................2 1.1.1 齿形曲线 1.1.2 渐开线的特点 1.1.3 直线形齿轮的传动特性 1.1.4 渐开线齿轮的传动特性 1.2 标准直齿圆柱齿轮的基本参数......................................8 1.2.1模数 1.2.2 压力角 1.2.3 基圆直径 1.2.4 标准直齿圆柱齿轮传动的啮合特点 1.2.5 标准直齿圆柱齿轮的基圆柱 1.3 标准斜齿圆柱齿轮的基本参数......................................17 1.3.1 标准斜齿圆柱齿轮的齿面形成 1.3.2 标准斜齿圆柱齿轮的啮合特点 1.3.3 标准斜齿圆柱齿轮的当量齿数 1.4 变位圆柱齿轮的基本参数..........................................21 1.4.1 正变位和负变位圆柱齿轮 1.4.2 变位圆柱齿轮的形成 1.4.3 变位圆柱齿轮的特点 1.4.4 变位圆柱齿轮的啮合特点 1.5 直齿圆锥齿轮的基本参数...........................................27 1.5.1 直齿圆锥齿轮的主要特点 1.5.2 直齿圆锥齿轮的当量齿数 1.5.3 直齿圆锥齿轮的啮合特点 第2章 金属塑性成形加工方法........................................30 2.1 轧制成形工艺.....................................................30 2.1.1 轧制成形工艺的特点 2.1.2 轧制成形工艺的类型 2.2 挤压成形工艺.....................................................34 2.2.1 挤压成形工艺的特点 2.2.2 正挤压成形工艺 2.2.3 反挤压成形工艺 2.2.4 复合挤压成形工艺 2.2.5 径向挤压成形工艺 2.2.6 冷挤压成形工艺 2.2.7 热挤压成形工艺 2.2.8 温挤压成形工艺 2.3 拉拔成形工艺.....................................................38 2.4 锻造成形工艺.....................................................39 2.4.1 锻造成形工艺的分类 2.4.2 锻造用金属材料 2.4.3 锻造成形前的准备 2.4.4 模锻成形工艺 2.4.5 精密热模锻成形工艺 2.4.6 摆动辗压成形工艺 2.4.7 液态模锻成形工艺 2.4.8 粉末锻造成形工艺 2.5 板料冲压成形工艺.................................................56 2.5.1 板料分离成形工艺 2.5.2 板料成形工艺 第3章 齿形零件的冷轧成形..........................................64 3.1 齿形零件的轧制成形工艺概述.......................................64 3.2 自由分度式冷轧成形法.............................................68 3.2.1 概述 3.2.2 齿数的分度 3.2.3 齿坯的尺寸 3.2.4 滚轧工具(轧轮) 3.2.5 自由分度式冷轧成形设备 3.3 强制分度式冷轧成形法.............................................89 3.3.1 凸轮式冷轧机的冷轧成形 3.3.2 油压式冷轧机的冷轧成形 3.4 非圆形齿形零件的冷轧成形.........................................104 3.4.1 非圆形齿形零件的冷轧成形方法 3.4.2 椭圆齿轮冷轧成形机 3.4.3 齿坯的形状与齿数的分度 3.4.4 铝制薄片状椭圆齿轮的冷轧成形 3.4.5 被轧制椭圆齿轮的精度 3.5 被轧制齿轮的齿形质量............................................114 3.5.1 影响被轧制齿轮齿形精度的因素 3.5.2 被轧制齿轮的齿面粗糙度 3.5.3 被轧制齿轮的金相组织 3.5.4 被轧制齿轮的硬度 3.5.5 被轧制齿轮的弯曲强度 第4章 齿形零件的热轧成形...........................................124 4.1 齿坯的高频感应加热................................................125 4.1.1 高频感应加热原理 4.1.2 频率与渗透深度之间的关系 4.1.3 适合于热轧齿轮的感应线圈形状 4.1.4 高频感应加热所需功率计算 4.2 热轧条件..........................................................146 4.2.1 金属的塑性和轧制速度对被轧制齿轮“齿顶犄角”的影响 4.2.2 接触齿面的滑动对被轧制齿轮“齿顶犄角”的影响 4.2.3 加热条件和轧制速度 4.2.4 轧制力与扭转力 4.3 热轧成形设备......................................................174 4.3.1 齿数的分度 4.3.2 轧轮的进给方法 4.3.3 全自动热轧成形机 4.4 被轧制齿轮的精度..................................................187 4.4.1 影响被轧制齿轮精度的几个因素 4.4.2 轧轮齿的相位偏移 4.4.3 被轧制齿轮的齿形精度 4.4.4 被轧制齿轮经过后续热处理时的变形 4.5 被轧制齿轮的硬度分布.............................................219 4.6 被轧制齿轮的弯曲强度.............................................221 4.6.1 被轧制齿轮经各种后续热处理工艺后的硬度 4.6.2 被轧制齿轮经各种后续热处理工艺后的弯曲强度 4.7 被轧制齿轮的后续精加工...........................................232 4.7.1 剃齿加工 4.7.2 磨齿加工 第5章 齿形零件的冷挤压成形........................................237 5.1 某植保机用计数轴的冷挤压成形.....................................237 5.1.1 冷挤压成形工艺流程 5.1.2 冷挤压成形模具结构 5.2 某摩托车启动主动齿轮的冷挤压成形.................................245 5.2.1 冷挤压件图的制定 5.2.2 冷挤压成形过程中的几个关键问题 5.2.3 冷挤压模具的设计 5.2.4 冲头的结构设计与加工质量 5.3 某重型汽车传动系统用空心轴的冷挤压成形...........................255 5.3.1 冷挤压成形工艺流程 5.3.2 空心轴冷挤压模具结构 第6章 齿形零件的冷镦挤成形........................................262 6.1 某电动工具用小型电机主轴的冷镦挤成形.............................262 6.1.1 冷镦挤成形工艺流程 6.1.2 冷镦挤成形模具结构 6.2 某车用小型电机驱动轴的冷镦挤成形.................................272 6.2.1 冷镦挤成形工艺流程 6.2.2 冷镦挤成形模具结构 第7章 齿形零件的精密热模锻成形....................................282 7.1 东-20行星齿轮的精密热模锻........................................282 7.1.1 精密热模锻成形工艺过程 7.1.2 精锻件图的制定 7.1.3 坯料尺寸的选择 7.1.4 精密热模锻成形时的变形力 7.1.5 精密热模锻模具结构 7.1.6 精密热模锻成形工艺试验 7.2 2A12硬铝合金皮带轮的精密热模锻成形...............................297 7.2.1 精密热模锻成形工艺流程 7.2.2 热镦挤成形模具的设计 7.3 T-234行星齿轮的精密热模锻.........................................304 第8章 齿形零件的冷摆辗成形.........................................308 8.1 某植保机用离合器齿轮的冷摆辗成形..................................308 8.1.1 冷摆辗成形工艺流程 8.1.2 离合器齿轮的冷摆辗成形模具结构 8.2 某型汽车用摆动齿块的冷摆辗成形....................................317 8.2.1 冷摆辗成形工艺流程 8.2.2 摆动齿块的冷摆辗成形模具结构 第9章 齿形零件的复合成形...........................................329 9.1 某载重汽车用端面凸轮的复合成形....................................329 9.1.1 温锻制坯工艺 9.1.2 冷摆辗成形工艺 9.2 某轴传动车辆用差速轮的复合成形....................................337 9.2.1 复合成形工艺方案 9.2.2 精锻件图的设计 9.2.3 制坯件的形状及尺寸 9.2.4 冷锻制坯成形工艺 9.2.5 冷摆辗成形工艺 9.3 某三轮摩托车用中花键轴的复合成形..................................342 9.3.1 复合成形工艺流程 9.3.2 复合成形用模具结构 9.4 某摩托车超越离合器本体的复合成形................................. 354 9.4.1 复合成形工艺方案的确定 9.4.2 温锻制坯工艺 9.4.3 冷挤压成形工艺 9.5 某摩托车发动机用驱动轴的复合成形..................................360 9.5.1 复合成形工艺流程 9.5.2 冷挤压成形模具结构 参考文献.............................................................368