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《小模數(shù)直齒圓柱齒輪快速精鍛成型及模具(修改)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、小模數(shù)直齒圓柱齒輪快速精鍛成型與模具李林鑫任小鴻(四川化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川瀘州646005)摘要：小模數(shù)直齒圓柱齒輪由傳統(tǒng)加工改為快速精鍛成型，具有生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好且穩(wěn)定，細化晶粒等特點，同時也對精鍛成型模具進行了介紹。對類似產(chǎn)品提供理論與實際依據(jù)。關(guān)鍵詞:小模數(shù)齒輪快速精鍛模具1引言傳統(tǒng)齒輪的加工一般是以機加工和普通鍛造為主，但是隨著齒輪使用要求的提高以及機加工行業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)有的技術(shù)不論從精度還是效率上來講都已漸漸不能滿足齒輪加工的需求，在此本文結(jié)合生產(chǎn)實際，論述以精密鍛造的方式加工齒輪。對于精密鍛造，一方面可以大大提高生產(chǎn)效率，另一方面能成型出
2、高質(zhì)量的產(chǎn)品，且降低了產(chǎn)品毛坯的消耗。兩方面都能使產(chǎn)品成本降低，提高了產(chǎn)品的競爭力。2快速精鍛工藝2.1對圖示產(chǎn)品進行了工藝分析齒輪材料一般用40Cr，42CrMo，20CrMo、45Mn等，本文中產(chǎn)品是以20CrMo為材料加工，如圖1，齒輪成品要求硬度為HRC40—45，模數(shù)為1，齒數(shù)20，壓力角20°，屈服強度為880MPa，延伸率為13%端面收縮率55%沖擊韌性為1000KJ。圖1齒輪現(xiàn)在一般廠家使用的機加工和普通鍛造的加工方式，這樣的加工方式下一個齒輪的制造周期較長（大概為三十個小時），并且齒輪還常常還存在輪齒歪斜，不對中等誤差。如果采用精密鍛造
3、的方式一方面可以減少的機加工的時間，另一方面能以鍛模的精度來間接保證齒輪的精度，制造出的產(chǎn)品周期短質(zhì)量高。2.2工藝路線精密鍛造方式加工齒輪的工藝路線一般采是下料→退火→滾光、酸洗→磷化、皂化（預(yù)鍛模具模具表面）→預(yù)鍛→精鍛，在本產(chǎn)品的加工時為了更好的保證產(chǎn)品的表面質(zhì)量，提高模具使用次數(shù)，對鐓粗的預(yù)鍛毛坯表面也進行了磷、皂化處理，這樣能提高潤滑劑的潤滑質(zhì)量，減小金屬變形過程中的局部應(yīng)力。本產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程為下料→退火→外圓磨削→磷化、皂化→預(yù)鍛→磷化、皂化→精鍛，這樣可以有效的提高磷化模厚度，改善潤滑油的分布，改善潤滑效果，使生產(chǎn)過程更易于控制，加工的可
4、復(fù)制性好，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。2.2.2齒輪毛坯的退火本產(chǎn)品的退火處理采用中頻感應(yīng)加熱，產(chǎn)品溫度升高速度快，減少了氧化層厚度，還可以在爐內(nèi)通入惰性氣體，更好的降低氧化概率。也可以是用含碳燃料加熱齒輪，燃燒后的還原性氣體也能有效降低氧化的可能性。本產(chǎn)品材料為20CrMo，齒坯采用等溫退火，在高溫爐加熱到945℃左右保溫四到五小時，再通風(fēng)狀態(tài)下空冷至660℃左右，然后送進等溫爐保持660℃溫度五至六小時，再空冷至室溫。退火后組織為鐵素體和珠光體，晶粒度五到八級，硬度160~210布氏硬度。2.2.3涂石墨涂石墨主要是為了減小摩擦提高模具使用次數(shù)，降低能耗，而且又
5、能降低對環(huán)境的污染，改善工人工作環(huán)境。本產(chǎn)品采用石墨潤滑配方為水基石墨，當(dāng)遇熱時水分蒸發(fā)，降低溫度，在工作表面留下失水后的固體薄膜，起到潤滑效果。石墨潤滑配方為用0.140mm鱗片石墨40％+、土狀石墨60％、水定量、粘土2％配置，混制時間不少于6h。這種配方比一般配方而言降低了涂料開裂的可能性，提高了石墨涂料質(zhì)量。并且低價材料比例增加從而降低了成本。經(jīng)此處理后模具壽命得到有效提高，其方法略。2.3.1毛坯下料方式毛坯的體積或者重量是能否保證精鍛齒輪最終產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要因素，普通下料方式是以長度為基準，但是由于圓鋼的直徑會存在誤差，所以這樣下料誤差比較
6、大，會使齒輪質(zhì)量降低。比較先進的方法是用計算機與電子秤結(jié)合，利用計算機算出不同外徑的圓鋼下料的長度，這樣能比較準確的保證所下料的體積，但是相應(yīng)的成本會有所增加，綜合比較，我們采用的是電子秤來保證毛坯重量。2.3.2預(yù)鍛形狀與尺寸齒輪在精鍛之前需要預(yù)鍛以完成大體形狀，使齒坯能夠在精鍛模具中順利成形，預(yù)鍛毛坯形狀對后續(xù)加工影響比較大，外徑太小不易鍛滿，太大又容易產(chǎn)生毛刺，并且降低模具壽命。從保證精鍛加工的可靠性。(圖有問題，差總長)2.4齒輪質(zhì)量與一般生產(chǎn)方式相比較，使用精鍛工藝后，加工時間減少，生產(chǎn)效率相對提高到了1.9倍。精鍛齒輪產(chǎn)品比一般齒輪，金屬纖維
7、更加連續(xù)，分布更合理，機械強度顯著提高，耐磨性也有所增加，另外組織也更致密，更均勻，減小了產(chǎn)生裂紋和變形的可能性。3快速精鍛模具設(shè)計3.1精鍛模具總裝結(jié)構(gòu)1、上凸件2、上模座3、上墊板4、沖頭5、上模套6、導(dǎo)套7、毛坯8、上壓板9、下壓板10、凹模11、導(dǎo)柱12、下模套13、襯板14、下墊板15、模芯16、頂件器17、下模座18、下頂桿19、下凹件圖3精鍛模具圖3所示為精鍛模具總裝圖，工作零件為沖頭4和模芯15，如圖所示經(jīng)過預(yù)鍛的毛坯7加熱后方向向下放入模芯15中，合模時沖頭4將毛坯7壓入模具經(jīng)過導(dǎo)向段逐漸變形直至充滿整個模具型腔，然后再由頂件器頂出成型
8、后的產(chǎn)品。沖頭和模芯分別由上壓板8和上壓板9通過螺栓連接銷釘定位在模板上，再由導(dǎo)
