小齒輪件的成形工藝及模具設(shè)計

1引言冷擠壓技術(shù)是一種高精、、低耗的先進(jìn)生產(chǎn)工藝技術(shù)，是零件成形加工的主要方法之一。而齒輪和花鍵形狀復(fù)雜，非標(biāo)齒輪定制，尺寸精度、表面質(zhì)量及綜合機械性能等要求均很高，而且常溫下金屬的變形能力低、流動性差，這些原因?qū)е洛懺燧d荷陡增、齒形型腔角隅充填能力銳減，模具處于極限加工狀態(tài)，帶來易磨損、彈性變形嚴(yán)重、壽命低等弊病。如果采用流線型的擠壓過渡型腔，能改善金屬流動的均勻性，降低成形壓力，提高齒輪和花鍵擠壓成形的精度。2工藝分析2．1成形工藝設(shè)計圖1為小齒輪件的零件圖，材料為40Cr，零件一端為齒輪，另一端為花鍵。齒輪參數(shù)為：齒數(shù)Z=8，模數(shù)m=1．5，齒形為漸開線，壓力角口=20°，齒頂圓直徑da=13ram，齒根圓直徑df=11 mm，非標(biāo)齒輪加工，精度等級為IT6～I(xiàn)T7。根據(jù)對零件的分析得出小齒輪件的成形工藝方案為：精剪下料一擠壓小端一正擠花鍵-鐓粗一反擠齒輪、齒輪孔成形一擠臺階一齒輪部分精整成形，如圖2所示。2．2坯料形狀和尺寸的確定坯料形狀和尺寸對冷擠壓件的充填性能和模具壽命影響很大。根據(jù)小齒輪件的形狀特點，同時為了便于送料以及有利于坯料的定位，故選用圓柱形坯料。毛坯的體積是根據(jù)變形前后的體積不變定律計算，經(jīng)計算確定毛坯直徑為12 mm，長度為27mm。2．3坯料的軟化處理小齒輪件的材料為40Cr，其供應(yīng)狀態(tài)強度高、變形抗力大、塑性較差且有加工硬化存在。加工前要對坯料進(jìn)行充分的軟化處理，降低變形抗力，提高塑性，以滿足冷擠壓成形工藝。退火處理過程如圖3所示。經(jīng)退火處理后，材料硬度達(dá)到150～163HBS。

齒輪理論和生產(chǎn)制造加工工藝的發(fā)展趨勢將是進(jìn)一步研究輪齒損害的原理，它是創(chuàng)建靠譜的抗壓強度計算方式的根據(jù)，是提高齒輪承載力，增加齒輪使用壽命的理論基本；發(fā)展趨勢以弧形齒廓為意味著的新齒型；研究新式的齒輪原材料和生產(chǎn)制造齒輪的新技術(shù)新工藝；研究齒輪的延展性形變、生產(chǎn)制造和安裝偏差及其熱應(yīng)力的遍布，開展輪齒修型，以改進(jìn)齒輪運行的單位根檢驗，并在載滿時擴(kuò)大輪齒的觸碰總面積，進(jìn)而提高齒輪的承載力。磨擦、潤滑理論和潤滑技術(shù)性是齒輪研究中的基本性工作中，研究延展性流體力學(xué)動壓潤滑理論，營銷推廣選用生成潤滑油與在油中適度地添加極壓防腐劑，不但可提高軸頸的承載力，并且也可以提高傳動系統(tǒng)率。

傳動齒輪中震動大的根本原因在潤化優(yōu)良的關(guān)閉式傳動齒輪中，磨齒齒輪加工，齒面普遍的無效方式是齒面疲憊點蝕，即疲憊損壞。傳動齒輪支承后，齒面將造成接觸應(yīng)力，齒面接觸應(yīng)力脈動循環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。運行中，輪齒在接觸應(yīng)力不斷功效下，在齒面（或表層下某一深層）出現(xiàn)細(xì)微疲憊裂痕，裂痕持續(xù)擴(kuò)散拓展，從齒面剝落出來金屬材料碎渣，蘇州齒輪，產(chǎn)生斑點狀小坑。齒面出現(xiàn)點蝕后，齒廓表面遭受毀壞，使震動和噪音增加，以至不可以一切正常工作中。點蝕多出現(xiàn)在靠接節(jié)線周邊的輪齒表面上，這由于輪齒在齒合全過程中，當(dāng)輪齒在挨近節(jié)線處齒合時，相對性拖動速率方位有轉(zhuǎn)變，浮油不容易產(chǎn)生。并且當(dāng)輪齒在節(jié)線周邊齒合時，另外齒合齒數(shù)少硫化橡膠射出去成形機，針對直傳動齒輪通常只能一對齒觸碰。因而，齒面接觸應(yīng)力也很大，故在節(jié)線周邊容易產(chǎn)生點蝕。硬齒面?zhèn)鲃育X輪一般不易出現(xiàn)非可擴(kuò)展性點蝕，當(dāng)點蝕一旦出現(xiàn)就會拓展，而產(chǎn)生可擴(kuò)展性點蝕。針對表面熱處理及表面滲碳淬火的鋼質(zhì)傳動齒輪，齒面疲憊裂痕經(jīng)常l先產(chǎn)生在熱處理硬層與軟芯部相接處，裂痕拓展后，齒面會一片剝落，與齒面點蝕外型不一樣，剝落坑的總面積和深層都比點蝕大。這類齒面一片剝落的狀況稱之為剝落。根據(jù)提升齒面強度、改進(jìn)潤滑脂特性、選用角變位傳動系統(tǒng)方法、提升傳動齒輪的觸碰精密度等方式均可緩解和避免疲憊點蝕的產(chǎn)生。

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