小齒輪件的成形工藝及模具設計

1引言冷擠壓技術是一種高精、、低耗的先進生產工藝技術，是零件成形加工的主要方法之一。而齒輪和花鍵形狀復雜，尺寸精度、表面質量及綜合機械性能等要求均很高，而且常溫下金屬的變形能力低、流動性差，這些原因導致鍛造載荷陡增、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成形工藝設計圖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。齒輪參數為：齒數Z=8，模數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，精度等級為IT6～IT7。根據對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冷擠壓件的充填性能和模具壽命影響很大。根據小齒輪件的形狀特點，同時為了便于送料以及有利于坯料的定位，精密內齒輪加工，故選用圓柱形坯料。毛坯的體積是根據變形前后的體積不變定律計算，經計算確定毛坯直徑為12 mm，長度為27mm。2．3坯料的軟化處理小齒輪件的材料為40Cr，其供應狀態(tài)強度高、變形抗力大、塑性較差且有加工硬化存在。加工前要對坯料進行充分的軟化處理，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。經退火處理后，材料硬度達到150～163HBS。

齒輪材料的重要熱處理特性

淬透性

含義: 指鋼接受淬火而獲得馬氏體的能力，不同鋼種接受淬火的能力不同。

淬透性不同的鋼，淬火后得到的淬透層深度不同，從而沿截面分布的金相組織以及機械性能也不同。淬透層深度是指由淬火表面馬氏體到50%馬氏體層的深度。全部淬透的工件通常表面殘留著拉力，容易產生變形和開裂，小模數齒輪加工，同時對工作的疲勞性能也不利。

設計時考慮要點：

1. 零件尺寸越大，內部熱容量越大，淬火時零件的冷卻速度越慢，因此，淬透層越薄，性能越差，這種現象叫做“鋼材的尺寸效應”。所以，不能根據小尺寸的性能數據用于大尺寸零件的強度計算，而必須考慮鋼材的淬透性。

2. 大截面或結構復雜的齒輪采用多元合金鋼，保證足夠而適當的淬透性，保證沿整個截面有良好的綜合機械性能，同時，減少變形，防止開裂。

3. 對碳鋼齒輪，由于碳鋼的淬透性低，在設計大尺寸時，正火和調質效果相似，而正火可降低成本，不必要求調質。

4. 大模數高質齒輪由于受到鋼材淬透性的限制，應當開齒后調質。

圓柱體齒輪加工與加工工藝圓柱體齒輪加工與加工工藝一、齒輪的功能與構造特性齒輪加工傳動系統在當代設備和儀器設備中的運用極其普遍，其功能是按照規(guī)定的傳動比傳遞健身運動驅動力。齒輪的構造因為應用規(guī)定不一樣而具備各種各樣不一樣的樣子，但從加工工藝視角可將齒輪當做是由齒圈和輪體兩一部分組成。依照齒圈上傳動齒輪的遍布方式，可分成直齒、斜齒、人字形齒等；依照輪體的構造特性，齒輪大概分成盤形齒輪、套筒規(guī)格齒輪、軸齒輪、扇型齒輪和齒輪齒條這些，圓柱體齒輪加工與加工工藝在所述各種各樣齒輪中，減速機齒輪加工，以盤形齒輪運用廣。盤形齒輪的內螺紋多見精度較高的圓柱體孔和花鍵孔。其輪緣具備一個或好多個齒圈。單齒圈齒輪的構造工藝性能好，齒輪，可選用一切一種齒型加工方式加工傳動齒輪；雙連或三聯等多齒圈齒輪(圖9－1b、c)。當其輪緣間的徑向間距較鐘頭，小齒圈齒型的加工方式的挑選就受限制，一般只有采用插齒。假如小齒圈精度規(guī)定高，必須精滾或磨齒加工，而徑向間距在設計方案上又不容許增加時，可將此多齒圈齒輪制成單齒圈齒輪的組成構造，以改進加工的工藝性能。二、齒輪的技術標準齒輪自身的生產制造精度，對全部設備的工作中特性、承載力及使用期常有挺大的危害。依據其應用標準，齒輪傳動系統應考慮下列好多個層面的規(guī)定。（一）傳遞健身運動精l確性齒輪較精l確地傳遞健身運動，減速比穩(wěn)定。即規(guī)定齒輪在一轉中的拐角偏差不超出一定范疇。（二）傳遞健身運動單位根檢驗規(guī)定齒輪傳遞健身運動穩(wěn)定，以減少沖擊性、震動和噪音。即規(guī)定限定齒輪旋轉時瞬時速度傳動比的轉變。（三）荷載遍布勻稱性規(guī)定齒輪工作中時，軸頸接觸要勻稱，令其齒輪在傳遞驅動力時不至于因荷載遍布不均進而接觸地應力過大，造成軸頸太早損壞。接觸精度除開包含軸頸接觸勻稱性之外，還包含接觸總面積和接觸部位。

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