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、、低耗的先进生产工艺技术，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，材料为40Cr，零件一端为齿轮，另一端为花键。当采用普通的正火高温回火进行热处理时，齿轮锻坯硬度基本能够得到保证。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，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，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。
齿轮的生产加工方法：插齿插齿是依照齿轮副的齿合基本原理开展生产加工的，在其中一个齿轮是插齿刀，另一个齿轮是工件。在展成全过程中，被切齿形就是说插齿刀相对性于工件的运动运动轨迹的包络线。插齿刀事实上是一个变位齿轮，以便产生钻削刃和开展钻削，其一内孔磨好球面以产生侧刃的前角，在齿宽方位将渐开线齿轮齿型磨好锥型以产生侧刃的后角。运转中，轮齿在接触应力反复作用下，在齿面（或表层下某一深度）出现微小疲劳裂纹，裂纹不断蔓延扩展，从齿面剥落下来金属碎屑，形成点状小坑。插齿时，数控车床有以下五个运动：1）插齿刀的迅速往复式钻削运动，四冲程数用挂轮来调节；2）插齿刀和工件作展成运动，此运动用分齿挂轮来调节；3）插齿刀的轴向进给运动。在插齿刀刚开始触碰工件之后，在圆上进给的另外，插齿刀向工件作轴向进给，直到切出来全齿高才行，而圆上进给再次开展，直到工件转一周时齿轮生产加工结束；4）让刀运动。在插齿刀往上的空行程安排中，为了防止工件和插齿刀的磨擦，工件应相对性有于插齿刀忍让一个间距；5）生产加工斜齿轮时，插齿刀在沿齿轮中心线竖向挪动全过程中，也要作相对于齿螺旋式角β的额外旋转。
齿轮加工工艺的两种方法的比较
齿轮加工工艺的两种方法的比较齿轮加工主要就是用在我们工业设备的机械加工是那几个过程中的制作，现在生活水平的提高，我们对于加工的手段比较的熟悉，现在公司从事该行业，受到消费者的认可和关注，下面我们简单了解到我们的齿轮加工的工艺比较： 成型法就是直接使用齿轮成型铣刀将齿谷铣出,优点是能在铣床上就能获得齿轮,在设备受限制的情况下考虑。齿轮螺旋角变化对强度的影响由于一般齿轮磨削加工时齿根都不磨加工，渗碳过程中产生的脱碳层遗留在工件表面，降低了齿轮齿根的弯曲疲劳强度，使用时发生整个齿从齿轮根部崩裂。缺点不少,为了减少刀具的数量而将齿数分段,在一段齿数内用一把刀,从而齿型会带来系统误差。
展成法是利用刀具和齿轮形成展成运动,来加工齿轮。主要有滚齿和插齿,滚齿是模拟蜗杆齿轮啮合来加工的。粉末冶金齿轮(1)凸轮轴齿形带轮凸轮轴齿形带轮是各种汽车发动机中普遍使用的粉末冶金零件，通过一次成形和精整工艺，不需要其他后处理工艺，可以完全达到尺寸精度要求，尤其是齿形精度。插齿是用模拟两个齿轮啮合来加工的。滚齿用的多,因为滚齿的滚刀的齿形是直线的,方便加工,而插齿的刀具就是一个铲背了的齿轮,齿形是渐开线,加工起来没这方便.但插齿能用在一些滚齿不能加工的位置上,如内齿和退刀距离过短的双联或多连齿轮。在齿轮的精加工有剃齿和磨齿。同样是展成法,剃齿的优点是但不能用于硬齿面，磨齿就相反。
齿轮加工其次含碳量0.25%-0.50%的齿轮钢，一般采用正火。其中含碳量0.25%-0.35%的钢，正火后其硬度是佳切削硬度；对于含碳量较高的齿轮钢，正火后其硬度虽然高于佳切屑硬度，但由于正火生产，成本低，仍采用正火处理；对于含碳量0.50%-0.75%的齿轮钢，一般采用完全退火工艺。对于表面淬火及表面渗碳淬火的钢制齿轮，齿面疲劳裂纹常常首先发生在淬火硬层与软芯部交接处，裂纹扩展后，齿面会成片剥落，与齿面点蚀外观不同，剥落坑的面积和深度都比点蚀大。因为含碳量较高，正火后硬度不利于切屑加工，而退火后硬度适宜切削加工，此外，对于调质处理的齿轮钢，一般是退火来降低硬度，然后进行切削加工，终进行调质处理。
以上信息由专业从事超高精度磨齿机的奥本马精密机械于2025/4/8 19:36:19发布
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