微型小齒輪熱正擠壓成形模具優(yōu)化設計

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1、微型小齒輪熱正擠壓成形模具優(yōu)化設計（寧德職業(yè)技術(shù)學院機電工程系福建寧德福安355000）魏煒1王彥軍周少秋摘要：利用DEE0RM-3D軟件對微型齒輪擠壓成形模擬分析，優(yōu)化關(guān)鍵模具結(jié)構(gòu)和成形條件；采用拼接法設計模數(shù)m=0.125mm、壓力角A=20°、齒數(shù)z=6、齒頂圓直徑d=lmm微齒輪熱擠壓模具；采用H62黃銅坯料，在熱模擬實驗機上實現(xiàn)了650°C正向熱擠壓，得到質(zhì)量良好的微齒輪。關(guān)鍵詞：微成形；模具設計；微齒輪;熱擠壓OptimalDieDesignofMicro-gearForwardHot-extrusionWEIWei1,WANGYanjun，ZHOUShaoqiu(Mechan

2、icalandElectricalEngineeringDepartment,NingdeVocationalandTechnicalCollege,Fu’anFujian355000,China)Abstract:Micro-gearForwardHot-extrusionwassimulatedwithfiniteelementsoftware—DEFORM3D;MoldStructuresandtheformingconditionsweregraduallyImprovedwithSimulationresults;Thehotextrusiondiedesignofmicro-g

3、ear，whichhasmodulusm=0.125mm，pressureanglea=20°?numberofteethz=6，andtipdiameterd=lmm,wascarriedoutwithsplicingmethod.WiththebrassH62billetsat650°Ceisothermalconditions,themicro-gearforwardhotextrusionwascarriedoutbyusingthethermalsimulationmachine.Theextrusionmicro-gearhasverygoodshapeandperforman

4、ce.Keywords:Micro-forming;Diedesign;Micro-gear;Hot-extrusion0引言隨著工業(yè)的快速發(fā)展，產(chǎn)品微型化和精密化成為工業(yè)界發(fā)展一大趨勢。微型零件體積比較小、材料消耗低陪受青睞，由微零件組成的微系統(tǒng)占用空間小，便于實現(xiàn)集成，能發(fā)揮多功能、智能化的特點。微系統(tǒng)以及微零件機械加工系統(tǒng)正受到國內(nèi)外制造業(yè)科技研究者高度關(guān)注，成為各國研究和投資的熱點m。產(chǎn)品微型化和精密化趨勢促進微系統(tǒng)的發(fā)展，再加上微電子的發(fā)展，使得微機電微型系統(tǒng)得到發(fā)展，這些發(fā)展大大的促進像超精密加工、X射線光刻、蝕刻、微電鑄加工技術(shù)的發(fā)展。但是由于這些技術(shù)雖然討以滿足加工要求，但

5、生產(chǎn)效率低，周期長、成本較高，給使用者帶來很大的經(jīng)濟負擔，若不有新技術(shù)革新，會消極阻礙微型化產(chǎn)業(yè)要求。所以有部分人又把科技革新思維轉(zhuǎn)14模具這種快速加工微成形方法上來。早在20世紀90年代，德國的FAU大學的Geiger利用傳統(tǒng)的塑性加工手段生產(chǎn)特征尺寸在毫米量級以下的微型零件的技術(shù)［2］;2009年美國普渡大學用微細電火花加工的方法制造出直徑1.7mm左右的微型齒輪［3］。近年來，屮國微成形方面的研究也取得顯著成果。2007年上海交通大學國家模具CAD工程研究中心利用ZL101鋁合金在572°C情況下擠壓出2mm的微齒輪［4］;2010年西北工業(yè)大學設汁幵發(fā)了一種微擠壓成形系統(tǒng)成形出了直

6、徑1.6mm、齒數(shù)為6的微型齒輪［5］;2013年2月上海交通大學陳少東碩士學位論文《7丄101半固態(tài)微成形本構(gòu)模型與微齒輪擠壓關(guān)鍵技術(shù)研宂》中利用熱擠壓成形出齒頂圓直徑力1.41mm的微型齒輪'本文將采用拼接法設計微成形擠壓模具，用DEFORM軟件對擠壓成形的不同條件進行模擬分析，采用最優(yōu)化的條件在熱模擬實驗機上進行熱擠壓實驗，擠出齒頂圓直徑為1mm微型齒輪。1模具設計優(yōu)化1.1擠壓口模根裾常規(guī)齒輪的設計參數(shù)，設計模數(shù)m=0.125mm、壓力角A=2（T、齒數(shù)z=6、齒頂圓直徑d=lmm擠壓模設計如圖1所示。微型小齒輪熱正擠壓成形模具優(yōu)化設計（寧德職業(yè)技術(shù)學院機電工程系福建寧德福安355

7、000）魏煒1王彥軍周少秋摘要：利用DEE0RM-3D軟件對微型齒輪擠壓成形模擬分析，優(yōu)化關(guān)鍵模具結(jié)構(gòu)和成形條件；采用拼接法設計模數(shù)m=0.125mm、壓力角A=20°、齒數(shù)z=6、齒頂圓直徑d=lmm微齒輪熱擠壓模具；采用H62黃銅坯料，在熱模擬實驗機上實現(xiàn)了650°C正向熱擠壓，得到質(zhì)量良好的微齒輪。關(guān)鍵詞：微成形；模具設計；微齒輪;熱擠壓OptimalDieDesignofMicro-gearForwardHot-