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小齿轮件的成形工艺及模具设计

1引言冷挤压技术是一种高精、、低耗的生产工艺技术，是零件成形加工的主要方法之一。而齿轮和花键形状复杂，尺寸精度、表面质量及综合机械性能等要求均很高，而且常温下金属的变形能力低、流动性差，这些原因导致锻造载荷陡增、齿形型腔角隅充填能力锐减，模具处于极限加工状态，带来易磨损、弹性变形严重、寿命低等弊病。如果采用流线型的挤压过渡型腔，能改善金属流动的均匀性，降低成形压力，提高齿轮和花键挤压成形的精度。2工艺分析2．1成形工艺设计图1为小齿轮件的零件图，非标齿轮定制，材料为40Cr，零件一端为齿轮，另一端为花键。齿轮参数为：齿数Z=8，模数m=1．5，齿形为渐开线，压力角口=20°，齿顶圆直径da=13ram，齿轮零件加工，齿根圆直径df=11 mm，精度等级为IT6～IT7。根据对零件的分析得出小齿轮件的成形工艺方案为：精剪下料一挤压小端一正挤花键-镦粗一反挤齿轮、齿轮孔成形一挤台阶一齿轮部分精整成形，如图2所示。2．2坯料形状和尺寸的确定坯料形状和尺寸对冷挤压件的充填性能和模具寿命影响很大。根据小齿轮件的形状特点，同时为了便于送料以及有利于坯料的定位，故选用圆柱形坯料。毛坯的体积是根据变形前后的体积不变定律计算，经计算确定毛坯直径为12 mm，行星齿轮加工，长度为27mm。2．3坯料的软化处理小齿轮件的材料为40Cr，其供应状态强度高、变形抗力大、塑性较差且有加工硬化存在。加工前要对坯料进行充分的软化处理，降低变形抗力，提高塑性，南京齿轮，以满足冷挤压成形工艺。退火处理过程如图3所示。经退火处理后，材料硬度达到150～163HBS。

剃齿工艺与磨齿工艺的对比

剃齿工艺与磨齿工艺的对比一直以来，齿轮生产商把全部精力集中于改善整个齿轮的质量，于是完全依赖齿轮磨削加工。这项加工工艺保证齿轮加工的精度几乎完l美无缺，可惜的是经营费用及投资价值很高。    由于有了的数控剃齿刀磨床(图)，如今我们可以在几十分钟内完成各种修形剃刀的磨削。剃齿机床通过程序控制所有的动作。但对于齿轮热处理后的质量还无法全l面控制，因为淬火会造成齿轮的变形。对没有匀称结构的齿轮会有重大的影响。这样的齿轮在工业、农业各方面应用的车辆及拖拉机的变速装置中都是常见的。 剃齿刀磨床S400G，意大利SAMPUTENSILI生产制造  关于汽车工业的齿轮，尤其是那些用于自动变速器中的行星齿轮。通过将剃齿精度控制在5级并设置剃齿的反变形措施，将其热处理变形降到低，因而稳定了齿轮的成品尺寸。齿轮精加工主要有两种方法齿轮精加工主要有两种方法：剃齿加工和磨削加工。剃齿在热处理前进行，磨削在热处理之后进行。近几年来，齿轮磨削精度、效率和各种功能已达到了极高的水平。新陶瓷和CBN砂轮的使用对成形磨削和展成磨削都贡献巨大。

高精密齿轮成形磨齿生产加工的热处理工艺高精密齿轮成形磨齿生产加工的热处理工艺：感应淬火：感应淬火常见于中碳钢与立碳碳素钢，如45、40Cr钢等。感应淬火后，齿面硬度一般为40～55HRC。特性是抗l疲惫缝隙腐蚀、抗胶合板工作能力高。耐磨性能好；因为齿心一部分未淬硬，齿轮仍有充足的延展性，能承担并不大的冲击性荷载。渗碳淬火：渗碳淬火常见于高碳钢和低碳环保含金钢，如20、20Cr钢等。渗碳淬火后齿面硬度达到56～62HRC，而齿轮芯部仍维持较高的延展性，传动齿轮的抗拉强度和齿面触碰抗压强度高，耐磨性能不错，常见于受冲击性荷载的关键齿轮传动系统。齿轮经渗碳淬火后，传动齿轮形变很大，应开展切削生产加工。渗氮：渗氮是一种表层有机化学调质处理。渗氮后不用开展别的调质处理，齿面硬度达到700～900HV。因为渗氮解决后的齿轮硬度高，加工工艺溫度低，形变小，故适用内齿轮和无法切削的齿轮，常见于含铅量、钼、铝等铝合金原素的渗氮钢，如38CrMoAl等。热处理：热处理一般用以中碳钢与立碳铝合金钥，如45、40Cr、35SiMn钢等。热处理后齿面硬度一般为220～280HBS。因硬度不高，传动齿轮深度加工可在调质处理后开展淬火：淬火能清除热应力，优化晶体，改进物理性能和加工性。冲击韧性规定太低的齿轮可选用中碳钢正火处理，大直徑的齿轮可选用铸钢件正火处理。