车辆直齿锥形齿轮冷锻造实验研讨

　　试验在34252676型数控双动挤压机上进行。根据零件形状、尺寸及材料、设计出合理的模具结构，主要由下冲头、下凹模、上凹模，上冲头6几个部分组成;用三维造型软件完成模具的造型，以便用于数控加工。

　　锥齿轮冷精锻模架的工作过程是：经软化退火处理后的毛坯放入冷精锻模。然后挤压机的外滑块下压，使上模和下模相闭合，施加合模力，形成封闭的模腔。接着挤压机的内滑块下压，带动上冲头挤压下行，使毛坯产生塑性流动而充满整个模腔。模锻结束后，上模随压力机滑块回程，通过下冲头顶出锻件。

　　试验结果分析工艺参数对成形的影响成形工艺对成形的影响因素很多，试验过程中验证了日本会田公司提出的冷锻件“八面体技术”，即要确保正常生产，必须保证冷锻件设计、工艺流程设计、模具设计、模具制造、坯料润滑、冷锻设备、自锻压装备与制造技术年第期动化装置以及后处理等，缺一不可。但是在生产实践中还必须增加两个“面”坯料的原始尺寸和原始形状。

　　冷锻件设计即为锻件的设计，一般根据锻件设计准则和考虑材料的塑性变形程度可以较好的确定。工艺流程根据现有的设备条件和参考经验数据确定。模具设计和制造比较关键，特别是模具的制造，采用高速铣削比用电火花加工有明显的优点精度高易于金属的流动。坯料润滑可以获得适合于塑性流动的变形条件，降低模具载荷、减少磨损、延长模具使用寿命，坯料润滑采用磷皂化处理。冷锻设备的选择必须要能满足冷锻的吨位要求和自动化装置的配套，能够实现冷锻的自动控制，这有利于锻件的充满和提高模具寿命。后处理主要是机加工等满足产品要求的处理。

　　精锻需要精密的坯料，因此，坯料的原始尺寸和原始形状在成形过程中比较关键。坯料的原始尺寸可以根据锻件体积相等原则来确定：偏大，浪费材料降低模具寿命;偏小，锻件不能充满。试验了两种形状的坯料：当时为圆柱形坯料，在成形过程中将合模力，和终成形力分别增加到，和。时，下凹模中的齿形部分不能完全充满，冷锻出的锻件不能满足尺寸要求，并且由于金属材料的塑性变形接近极限程度，冷锻件中有缺陷;当用012的坯料形状时，取合模力，、终成形力为时，下凹模中的齿形部分能够完全充满，满足冷锻件的尺寸要求。由于坯料形状的改变，明显地改善了金属的流动效果，冷锻件无缺陷，并解决了毛坯在齿形凹模中定位的问题。模具结构与成形的关系由于冷精锻变形力比较大，凹模承受较大的单位压力，凹模弹性变形较大，因此，需要用预应力结构，以提高凹模的承载能力和减小弹性变形。试验中根据模具和坯料材料及尺寸公差范围，给出冷精锻凹模齿形的补偿修正设计。

　　冲头结构对成形有重要的影响。由计算机成形过程模拟结果指导试验，得到上下冲头压入锻件的深度之比约为3，时，可使金属有效地产生径向流动而且有利于齿顶的充满。此外，冲头受力状态为恶劣，因此，在设计冲头结构时，必须保证强度，特别要注意能够引起应力集中的尖角部分，应采用圆弧平滑过渡，此外，还应考虑生产中冲头便于更换。

　　在模具1的设计中，分模面的位置应选在大直径处，但仍可作适当的调整，如，4所示取了两个不同位置即565和767分模面。试验发现，分模面的位置对成形力的影响不大。但以565为分模面的凹模，凹模中的齿形部分与凹模的接触面比以767为分模面要大，因此，轮齿能够承受的弯曲强度较大，能够承受较大的应力，因而，有利于提高模具寿命。

　　齿轮样件分析采用012形状的坯料，当以767为分模面，需要的合模力和终成形力较大，有时会出现夹齿现象(0)。以565为分模面，在合模力为，、成形力为时可以得到符合要求的圆锥齿轮零件，其成形过程如示。

　　结论轿车圆锥齿轮是轿车中的重要传动部件，尺寸精度、面质量及其综合力学性能要求较高。由于冷精锻技术有精密、优质、高效率、低成本、适合大批量生产等优点，能够很好的满足要求，成为当今复杂齿形零件精锻的主流技术。