小齒輪件的成形工藝及模具設(shè)計(jì)

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(jī)械性能等要求均很高，而且常溫下金屬的變形能力低、流動(dòng)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(dòng)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(jì)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(jí)為IT6～I(xiàn)T7。根據(jù)對(duì)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(tái)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(duì)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(diǎn)，同時(shí)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(jì)算，經(jīng)計(jì)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(qiáng)度高、變形抗力大、塑性較差且有加工硬化存在。加工前要對(duì)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(shì)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(qiáng)度計(jì)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(shì)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(yùn)行的單位根檢驗(yàn)，并在載滿時(shí)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(dòng)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(dòng)系統(tǒng)率。

傳動(dòng)齒輪中震動(dòng)大的根本原因在潤化優(yōu)良的關(guān)閉式傳動(dòng)齒輪中，磨齒齒輪加工，齒面普遍的無效方式是齒面疲憊點(diǎn)蝕，即疲憊損壞。傳動(dòng)齒輪支承后，齒面將造成接觸應(yīng)力，齒面接觸應(yīng)力脈動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。運(yùn)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(diǎn)狀小坑。齒面出現(xiàn)點(diǎn)蝕后，齒廓表面遭受毀壞，使震動(dòng)和噪音增加，以至不可以一切正常工作中。點(diǎn)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(shí)，相對(duì)性拖動(dòng)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(shí)，另外齒合齒數(shù)少硫化橡膠射出去成形機(jī)，針對(duì)直傳動(dòng)齒輪通常只能一對(duì)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(diǎn)蝕。硬齒面?zhèn)鲃?dòng)齒輪一般不易出現(xiàn)非可擴(kuò)展性點(diǎn)蝕，當(dāng)點(diǎn)蝕一旦出現(xiàn)就會(huì)拓展，而產(chǎn)生可擴(kuò)展性點(diǎn)蝕。針對(duì)表面熱處理及表面滲碳淬火的鋼質(zhì)傳動(dòng)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(huì)一片剝落，與齒面點(diǎn)蝕外型不一樣，剝落坑的總面積和深層都比點(diǎn)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(qiáng)度、改進(jìn)潤滑脂特性、選用角變位傳動(dòng)系統(tǒng)方法、提升傳動(dòng)齒輪的觸碰精密度等方式均可緩解和避免疲憊點(diǎn)蝕的產(chǎn)生。

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