滚轧成形技术可有效提高金属材料利用率、改善齿轮疲劳强度。对直齿圆柱齿轮的滚轧成形技术进行研究,推导齿面方程,实现了齿面点计算,利用DEFORM软件对直齿圆柱齿轮滚轧成形过程进行了模拟仿真,分析了等效应力场、等效应变场以及滚轧力的变化情况,明晰了各个阶段最大应变发生于坯料齿形中点偏齿根处、应力最大值在模具轮和坯料的接触处这一规律;探索了滚轧中突耳缺陷的形成机制,研究了摩擦因数对突耳的作用规律,实现了面向突耳控制的摩擦因数的优选,为圆柱齿轮的滚轧成形加工提供了理论基础。

基于滚轧变形理论,通过Deform-3D有限元仿真软件建立滚轧模型,对面齿轮滚轧成形过程进行分析,根据有限元仿真结果分析面齿轮齿廓主动面和被动面的金属流动情况;探究工艺参数对滚轧轮所受最大载荷的影响趋势;分析等效应变和等效残余应力在齿廓上的分布规律。结果表明,面齿轮齿廓被动面的金属流动性大于主动面的金属流动性,且在被动面齿顶易形成“突耳”;转速增大,滚轧轮最大载荷降低;进给速度增大,滚轧轮最大载荷增大;齿廓等效应变和最大残余应力变化趋势相同,随着转速的增加而增加,随着进给速度的增加而降低。这些结果为进一步实验提供了一定的参考。