一仙商、前言

　　緩沖齒輪是黃河一川崎250摩托車上一關(guān)鍵零件昧互，其材料為20CrMo筋蓖，形狀尺寸如圖1所示荤西。該零件為軸對(duì)稱形狀澜搅，大端有一周漸開(kāi)線直齒，小端有3個(gè)均布長(zhǎng)齒饲肪，齒寬5mm屋犯，高15mm。用常規(guī)機(jī)械切削方法加工時(shí)塔苦，材料利用率低滑期，所用銑刀細(xì)而長(zhǎng)、切削量小且易折斷医窖，效率很低账阳，難以滿足生產(chǎn)要求。我們采用冷擠壓技術(shù)成形該齒坯蔽树，使難以加工的長(zhǎng)齒部分?jǐn)D壓成形狡氏，達(dá)到圖紙要求，替代了普通的機(jī)加工方法碗挟，在生產(chǎn)中得到成功的應(yīng)用伍毙。

　　二、擠壓性能分析與擠壓件圖設(shè)計(jì)

　　該零件結(jié)構(gòu)為軸對(duì)稱形狀竞谒，且不復(fù)雜;材料為20CrMo丐重，退火狀態(tài)硬度HB120-135，強(qiáng)度不高 ，變形抗力不大;但大端處一周漸開(kāi)線齒不適合擠壓成形扮惦，應(yīng)留給后續(xù)機(jī)加工完成以保證其精度;所給緩沖齒輪的尺寸精度和表面粗糙度要求一般臀蛛，冷擠零件的表面粗糙度可達(dá)Ra=0.8-0.4μm，公差等級(jí)在IT8-IT7左右崖蜜，故冷擠壓工藝完全可滿足該零件的各項(xiàng)要求掺栅。按冷擠壓工藝要求和零件形狀所設(shè)計(jì)鍛件如圖2所示。

　　三纳猪、成形工藝及參數(shù)

　　該零件若采用φ56mm毛坯一次成形氧卧，沒(méi)有入模角，造成壓力過(guò)大氏堤，長(zhǎng)齒不能成形沙绝，且易產(chǎn)生裂紋。其原因是由于長(zhǎng)齒外圓處流動(dòng)比φ26.5mm圓柱處慢很多鼠锈，易使長(zhǎng)齒被拉裂闪檬。當(dāng)采用φ 45mm坯料閉式墩擠成形時(shí)，更易出現(xiàn)芯部φ26.5mm圓柱部分流出過(guò)快而3長(zhǎng)齒流出很慢购笆，根本無(wú)法充滿的狀態(tài)坐署，而且兩者因流速差異太大而產(chǎn)生撕裂現(xiàn)象。

　　該零件成熟的成形工序可分為兩步挥挚。第1步先用φ42mm坯料正擠出直徑為φ26.5mm的圓柱以及3條均布長(zhǎng)齒玻岳。第2步再將坯料頭部由φ42mm墩粗到φ58mm，并成形φ32mm的頂端圓臺(tái)卜伟。

　　應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是當(dāng)采用φ42mm坯料正擠成形時(shí)别孵，雖然φ26.5mm的圓柱部分的流出速度仍然比3長(zhǎng)齒部分的快，但差異較小米原，不會(huì)出現(xiàn)撕裂現(xiàn)象葛窜，因此預(yù)成形工藝得以順利實(shí)施。

　　由擠壓件圖可計(jì)算出制件體積v=42622mm ,當(dāng)毛坯直徑為 42mm時(shí)虹悄，高度應(yīng)為31mm珊侍。

　　由于擠壓件長(zhǎng)度方向不加約束，有一定的機(jī)加工量场魏，加之?dāng)D出時(shí) 26.5mm端部流動(dòng)快豹谎，形成一個(gè)凸出的球面，增加了材料的消耗姓迅。調(diào)整后的毛坯高度為33mm敲霍。由文獻(xiàn)[1][2][3]提供的擠壓力計(jì)算方法可算出第1工序單位擠壓力為1661.75 MPa俊马，總擠壓力為2413.2kN丁存。第2工序可看作閉式模鍛，實(shí)驗(yàn)時(shí)在3000kN壓力下可使鍛件完全成形。綜合以上兩工序的壓力情況解寝，我們選擇在3150kN油壓機(jī)上實(shí)施該工藝扩然。

　　四、模具結(jié)構(gòu)

　　生產(chǎn)中我們采用通用反擠壓模架聋伦，預(yù)成形和終成形工序的模芯結(jié)構(gòu)夫偶。

　　凸模1與凸模套2采用過(guò)盈配合，靠過(guò)盈量以保證凸模的固定和軸向限位觉增。凸模組裝時(shí)兵拢，先將凸模套加熱至300℃左右，然后將凸模壓入凸模套內(nèi)逾礁。組合凹模采用典型的3層預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)说铃。

　　冷擠壓預(yù)成形模，其凹模設(shè)計(jì)為剖分結(jié)構(gòu)栗柴，以避免裂紋的產(chǎn)生;下凹模入口部分設(shè)計(jì) 有120°入模角碟荐，長(zhǎng)齒入口處有R3的圓角，保證了金屬的順利流動(dòng);成形后長(zhǎng)齒厚為4.9mm憎材。

　　冷墩模未蚕，它的凹模也為剖分結(jié)構(gòu)，但由于零件要求而不能設(shè)計(jì)入模角;凹模深度以剛能放下上工序成形的擠壓件為準(zhǔn)投墩，3長(zhǎng)齒處對(duì)應(yīng)凹模槽比上序加寬0.1mm辛啰，為5.Omm，便于預(yù)成形件的對(duì)正放入彰畅。

　　五赂燎、工藝過(guò)程及成形情況

　　緩沖齒輪所采用的工藝流程如下:

　　備料-軟化退火-車毛坯-磷化+皂化處理-冷擠預(yù)成形-冷墩臺(tái)階面-去應(yīng)力回火-入庫(kù)。

　　在第1序預(yù)成形后未進(jìn)行退火是因?yàn)檎龜D壓時(shí)頭部幾乎未變形潜路，沒(méi)產(chǎn)生加工硬化向膏，第2序墩粗力也不大且沒(méi)有產(chǎn)生裂紋。

　　預(yù)成形過(guò)程中發(fā)現(xiàn)凹模拼合面處易脫開(kāi)罚午，常有余料擠入拼合處逞迟。克服這種情況的方法是在凹模制造過(guò)程中恕沫，將拼合面處仔細(xì)研磨监憎，保證上下凹模的尖角不被碰壞。

　　六婶溯、結(jié)論

　　(1)用冷擠壓工藝生產(chǎn)緩沖齒輪鍛件工藝可靠;

　　(2)材料利用率高;

　　(3)兩序壓力均不超過(guò)3000kN鲸阔，零件尺寸穩(wěn)定，表面光潔度高迄委。

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