直齒圓柱齒輪精鍛的工藝研究

         1987年英國伯明翰大學Tuncer C等提出了浮動凹模精鍛空心件思想，歸納了無飛邊鍛模制造和使用的各種工藝要點，設計了各種模具。 Nagai Y提出將預制杯形件作為某些圓柱齒輪冷鍛的制坯措施，即通過拉延、整形、變薄拉延和壓縮這四個工步實現具有較大沉孔的圓柱齒輪冷鍛成形。伊朗 Tarbiat Modarxes大學的M.H.Sadeghi與英國伯明翰大學的T.A.Dean用浮動凹模原理模具對直齒輪和斜齒輪作了系統的研究，包括模具結構形式選擇，齒輪尺寸精度的影響因素，齒輪塑性成形力的預測及其與摩擦系數、齒輪模數、寬度關系，脫模力與摩擦系數、成形力、成形溫度、壓力角、齒數的關系。德國的Th. Herlan以材料為20MnCr4的直傘齒輪為例，采用了溫鍛冷鍛復合成形工藝，其工藝流程為：下料——感應加熱（850℃）——鍛造——硬化處理—— 精整。首先，將初始棒料加熱、鐓粗、噴丸再加熱至850℃，送至12.5MN機械壓力機進行鍛造，之后進行噴丸和表面磷化、皂化處理，很后在12.5MN 液壓機上進行冷鍛，并給出了冷鍛的活動模具簡圖。 
         山東大學張清萍等人對兩步成形直齒圓柱齒輪冷精鍛工藝模具齒形設計方法進行了研究，分別采用修正模數法和變位法對終鍛和預鍛模具的齒形進行設計。青島理工大學的田福祥等人對直齒圓柱齒輪熱精鍛進行了深人研究，給出了快檔齒輪熱精鍛成形的實用模具結構，論述了模具設計、裝配和使用的有關問題，該模具采用強力脫模裝置，使鍛件在鍛擊結束瞬間立即脫離凸模，解決了鍛件將凸模抱死的關鍵技術問題。張治民、張寶紅等人提出了一種新的方法，即直齒輪徑向的分流成形，溫鍛和冷擠壓整形的復合方法，并以一個用于拖拉機的直齒輪作為例子，制造出的齒輪精度可達IT8。這種新的直齒輪成形技術，能夠使大模數、輪齒高的齒輪在較低的變形力下就能使輪齒充滿，其工藝過程為：齒輪輪齒的初成形 次采用中溫鍛，然后通過冷成形制成高精度的齒輪。齒輪的制造采用鐓粗擠壓，為了避免齒輪在塑性成形過程中出現缺陷，提出了一種新的徑向成形技術，在模具的長度方向設計較大的偏轉斜度，通過偏轉斜度，鋼坯被推動沿著斜度壓下，同時，金屬徑向流動，齒輪輪齒底部剩余的金屬流向齒輪的頂部，齒輪被填充成形。馮沖前根據對直齒圓柱齒輪鐓擠成形過程的實驗研究，針對直齒圓柱齒輪精鍛成形工藝的技術關鍵，提出了一種新的成形工藝——浮動凹模鐓擠成形工藝，并以安陽齒輪廠農用車變速齒輪為研究對象，設計了專用鐓擠模具，并進行了成形試驗，研究了其成形規律。燕山大學趙軍等人利用塑性范成成形齒輪的方法成形出直齒圓柱齒輪，并對成形后齒輪的金相組織進行了分析，從成形組織方面驗證了該工藝的可行性。姜英等人利用滾壓設備對齒輪進行了滾壓研究，得出只需更換滾輪，就可以用于中、小模數的圓柱直齒輪、圓柱斜齒輪等的加工，該工藝加工工藝簡單，生產效率高，加工質量好。