針對(duì)小齒輪件(既有齒輪又有花鍵的小齒輪件)的花鍵和齒輪成形問(wèn)題進(jìn)行工藝分析阅窝。為了節(jié)約成本和使成形順利進(jìn)行炊汹，采用冷擠壓工藝方案篡撵，并進(jìn)行花鍵正擠和齒輪反擠的擠壓組合模具設(shè)計(jì)。研究表明坷澡，小齒輪件采用冷擠壓工藝方案是可行的托呕，模具設(shè)計(jì)合理，可以獲得準(zhǔn)確的花鍵频敛、齒輪齒形和較好的表面質(zhì)量项郊，節(jié)約材料，縮短輔助時(shí)間斟赚，降低生產(chǎn)成本着降。

　　1． 引言   

　　冷擠壓技術(shù)是一種高精、高效拗军、優(yōu)質(zhì)低耗的先進(jìn)生產(chǎn)工藝技術(shù)任洞，是零件成形加工的主要方法之一。而齒輪和花鍵形狀復(fù)雜发侵，尺寸精度交掏、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闲招、流動(dòng)性差庇讥，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予问，模具處于極限加工狀態(tài)润沸，帶來(lái)易磨損、彈性變形嚴(yán)重涕笛、壽命低等弊病燥箍。如果采用流線型的擠壓過(guò)渡型腔，能改善金屬流動(dòng)的均勻性列汽，降低成形壓力朦晋，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)

　　小齒輪件零件喳律，材料為40Cr周狱，零件一端為齒輪，另一端為花鍵赤朽。齒輪參數(shù)為：齒數(shù)Z=8稿辙，模數(shù)m=1．5，齒形為漸開(kāi)線气忠，壓力角口=20°邻储，齒頂圓直徑da=13ram，齒根圓直徑df=11 mm旧噪，精度等級(jí)為IT6～I(xiàn)T7吨娜。

　　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-鐓粗一反擠齒輪脓匿、齒輪孔成形一擠臺(tái)階一齒輪部分精整成形。

　　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宦赠。根據(jù)小齒輪件的形狀特點(diǎn)陪毡，同時(shí)為了便于送料以及有利于坯料的定位，故選用圓柱形坯料勾扭。毛坯的體積是根據(jù)變形前后的體積不變定律計(jì)算缤骨，經(jīng)計(jì)算確定毛坯直徑為12 mm，長(zhǎng)度為27mm尺借。

　　2．3坯料的軟化處理

　　小齒輪件的材料為40Cr绊起，其供應(yīng)狀態(tài)強(qiáng)度高、變形抗力大燎斩、塑性較差且有加工硬化存在箩晦。加工前要對(duì)坯料進(jìn)行充分的軟化處理，降低變形抗力树吏，提高塑性淀甘，以滿足冷擠壓成形工藝。退火處理過(guò)程如圖3所示漫介。經(jīng)退火處理后风镊，材料硬度達(dá)到150～163HBS。

　　2．4坯料的表面及潤(rùn)滑處理

　　小齒輪件的冷擠壓成形赏碑，單位擠壓力很大满颂，金屬流動(dòng)劇烈，變形量較大射愧，坯料表面要求良好的表面處理和潤(rùn)滑處理矛熬。本工藝采用磷化一皂化處理。

　　3 ．模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析

　　小齒輪件的花鍵可以采用毛坯正擠壓一次成形卓俱，其中凹模是非常關(guān)鍵的部分鳖群，決定了花鍵的成形質(zhì)量。為了加強(qiáng)凹模的強(qiáng)度庶艾，延長(zhǎng)模具的使用壽命袁余，采用二層組合凹模，即下凹模(材料為Crl2MoV咱揍，硬度為59～62 HRC)和凹模套(材料為40Cr颖榜，硬度為38～40 HRC)熱壓合成二層結(jié)構(gòu)。由于凹模的齒部精度和表面粗糙度要求較高述召，故采用慢走絲線切割加工齒部朱转，然后再進(jìn)行人工拋光蟹地，上凹模(材料為45鋼积暖，硬度為 42一45 HRC)的內(nèi)孔起定位作用藤为。經(jīng)過(guò)分析可知：在花鍵成形模具的參數(shù)中，入模錐角為40°～50°時(shí)夺刑，成形力最忻迮薄；工作帶長(zhǎng)度在2～4 mm范圍內(nèi)選取合適遍愿，如工作帶長(zhǎng)度太長(zhǎng)存淫，材料流動(dòng)過(guò)程中摩擦阻力增大，但如工作帶太短淌影，又會(huì)造成金屬流動(dòng)不均勻等游隅。凹模入口的收121部分應(yīng)采用適當(dāng)?shù)膱A角過(guò)渡，而鍵齒部分的圓角從上往下應(yīng)均勻過(guò)渡脾韧。

　　小齒輪件的齒形采用的是反擠壓成形腊的，最后對(duì)齒形進(jìn)行精整成形。反擠齒形的凸凹模組件如圖7所示聂突，由于坯件上入模的端部有45°倒角敷裁，為人模方便，在凸凹模的人难耘伲口采用90°的入模錐度泌景；又由于該工序是反擠齒形和擠齒輪孔同時(shí)進(jìn)行，為了保證擠壓強(qiáng)度焦伸，擠齒工作帶長(zhǎng)度采用全齒長(zhǎng)坑匆，并圓角過(guò)渡，而齒形的圓角從下往上應(yīng)由大到小的修磨服筋，最后達(dá)到零件圖上的齒形要求饵来，這樣才能使擠出的齒形更充盈，表面粗糙度達(dá)到Ra0.8μm民傻。

　　4 ．結(jié)論

　　 研究表明胰默，采用冷擠壓加工小齒輪件，只要工藝方案和模具設(shè)計(jì)合理漓踢，可以成功地?cái)D出花鍵鍵齒和齒輪齒形牵署，提高工件的表面質(zhì)量，節(jié)約材料喧半，縮短輔助時(shí)間奴迅，從而降低生產(chǎn)成本。冷擠壓成形該形式的小齒輪是目前較為理想的一種成形方法挺据。

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