采用三阶非均匀有理B样条设计齿轮锻件锻模的方法

摘要

一种采用三阶非均匀有理B样条设计齿轮锻件锻模的方法，根据齿轮锻件的尺寸形状，确定代表齿轮锻件轴对称基本形状的特征点K₁、K₂、K₃、K₄，并以各特征点作为设计齿轮锻件模具三阶非均匀有理B样条曲线和曲面的依据。在确定成形镦粗模膛的轮廓形状时，使成形镦粗模膛的轮廓剖面的形状为曲线，并且成形镦粗模膛轮廓形状曲线的线段的点与齿轮锻件的特征点K₁、K₂、K₃、K₄分别对应。本发明简化了较复杂齿轮锻件预成形镦粗-终锻的工艺流程，使较复杂齿轮锻件预成形经过两个工序、一次加热，仅使用一套模具即可完成较复杂齿轮锻件的成形，有效降低了成本、提高了工效。

主权项

一种采用三阶非均匀有理B样条设计齿轮锻件锻模的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，设计终锻模膛；步骤2，确定齿轮锻件的特征点；所述确定齿轮锻件的特征点是根据齿轮锻件的尺寸形状，确定代表齿轮锻件轴对称基本形状的特征点K₁、K₂、K₃、K₄在齿轮锻件剖面上的位置，并以各特征点作为设计齿轮锻件成形镦粗模膛三阶非均匀有理B样条曲线的依据，并且所述齿轮锻件上的特征点K₁、K₂、K₃、K₄轴对称；所述的K₁特征点位于锻件连皮上表面中心处，并与该锻件的轴线重合；所述K₂特征点位于齿轮锻件轮毂内侧最高点；所述K₃特征点位于齿轮锻件轮毂外侧最高点；所述K₄特征点位于齿轮锻件轮缘外侧最高点；步骤3，设计成形镦粗模膛；采用三阶非均匀有理B样条设计成形镦粗模膛；其具体过程是：确定成形镦粗模膛的轮廓形状；所述成形镦粗模膛的轮廓剖面形状为曲线，其中，曲线段P₁～P₅代表成形镦粗模膛在齿轮锻模上模的轮廓形状，直线段P₆～P₇代表成形镦粗模膛在齿轮锻模下模的轮廓形状；曲线段P₁～P₄是三阶非均匀有理B样条曲线，P₄～P₅是直线段，三阶非均匀有理B样条曲线P₁～P₄段和直线段P₄～P₅在点P₄处相切；确定成形镦粗模膛轮廓剖面形状的坐标系原点О位于成形镦粗模膛对称轴线与下模的上表面的交点P₆处；P₁点的位置与所述K₁点相对应，位于成形镦粗模膛对称轴线上，该P₁点的坐标为X₁，Y₁；其中X₁＝0，Y₁＝1/3×h₂±2mm，所述的h₂为轮毂的高度；P₂点的位置与所述K₂点相对应；P₂点的坐标为X₂，Y₂,其中X₂，Y₂分别对应轮毂的内径和轮毂高度；其中X₂＝1/2×d₁‑(1～4)mm，Y₂＝2/3×h₂±3mm；所述的d₁为轮毂的内径；P₃点的位置与所述K₃点相对应；P₃点的坐标为X₃，Y₃,其中X₃，Y₃分别对应轮毂的外径和高度；其中X₃＝1/2×d₂+(10～14)mm，Y₃＝2/3×h₂±3mm；所述的d₂为轮毂的外径；P₄点的位置与所述K₄点相对应；P₄点的坐标为X₄，Y₄,其中X₄，Y₄分别对应轮缘的外径和高度；其中X₄＝1/2×d₃+(8～12)mm，Y₄＝2/3×h₁+(2～4)mm；所述的d₃为齿轮锻件的外径；h₁为轮缘的高度；P₅点位于直线上；P₅点的坐标为X₅，Y₅；其中X₅＝X₄+(20～24)mm，Y₅＝Y₄；P₆点位于坐标系原点О；P₆点的坐标为X₆＝0，Y₆＝0mm；P₇点位于直线上；P₇点的坐标为X₇＝X₅，Y₇＝0；至此，完成了成形镦粗模膛的设计。