直齿圆柱齿轮精锻的工艺研究

       1987年英国伯明翰大学Tuncer C等提出了浮动凹模精锻空心件思想，归纳了无飞边锻模制造和使用的各种工艺要点，设计了各种模具。 Nagai Y提出将预制杯形件作为某些圆柱齿轮冷锻的制坯措施，即通过拉延、整形、变薄拉延和压缩这四个工步实现具有较大沉孔的圆柱齿轮冷锻成形。伊朗 Tarbiat Modarxes大学的M.H.Sadeghi与英国伯明翰大学的T.A.Dean用浮动凹模原理模具对直齿轮和斜齿轮作了系统的研究，包括模具结构形式选择，齿轮尺寸精度的影响因素，齿轮塑性成形力的预测及其与摩擦系数、齿轮模数、宽度关系，脱模力与摩擦系数、成形力、成形温度、压力角、齿数的关系。德国的Th. Herlan以材料为20MnCr4的直伞齿轮为例，采用了温锻冷锻复合成形工艺，其工艺流程为：下料——感应加热（850℃）——锻造——硬化处理—— 精整。首先，将初始棒料加热、镦粗、喷丸再加热至850℃，送至12.5MN机械压力机进行锻造，之后进行喷丸和表面磷化、皂化处理，最后在12.5MN 液压机上进行冷锻，并给出了冷锻的活动模具简图。 
       山东大学张清萍等人对两步成形直齿圆柱齿轮冷精锻工艺模具齿形设计方法进行了研究，分别采用修正模数法和变位法对终锻和预锻模具的齿形进行设计。青岛理工大学的田福祥等人对直齿圆柱齿轮热精锻进行了深人研究，给出了快档齿轮热精锻成形的实用模具结构，论述了模具设计、装配和使用的有关问题，该模具采用强力脱模装置，使锻件在锻击结束瞬间立即脱离凸模，解决了锻件将凸模抱死的关键技术问题。张治民、张宝红等人提出了一种新的方法，即直齿轮径向的分流成形，温锻和冷挤压整形的复合方法，并以一个用于拖拉机的直齿轮作为例子，制造出的齿轮精度可达IT8。这种新的直齿轮成形技术，能够使大模数、轮齿高的齿轮在较低的变形力下就能使轮齿充满，其工艺过程为：齿轮轮齿的初成形第一次采用中温锻，然后通过冷成形制成高精度的齿轮。齿轮的制造采用镦粗挤压，为了避免齿轮在塑性成形过程中出现缺陷，提出了一种新的径向成形技术，在模具的长度方向设计较大的偏转斜度，通过偏转斜度，钢坯被推动沿着斜度压下，同时，金属径向流动，齿轮轮齿底部剩余的金属流向齿轮的顶部，齿轮被填充成形。冯冲前根据对直齿圆柱齿轮镦挤成形过程的实验研究，针对直齿圆柱齿轮精锻成形工艺的技术关键，提出了一种新的成形工艺——浮动凹模镦挤成形工艺，并以安阳齿轮厂农用车变速齿轮为研究对象，设计了专用镦挤模具，并进行了成形试验，研究了其成形规律。燕山大学赵军等人利用塑性范成成形齿轮的方法成形出直齿圆柱齿轮，并对成形后齿轮的金相组织进行了分析，从成形组织方面验证了该工艺的可行性。姜英等人利用滚压设备对齿轮进行了滚压研究，得出只需更换滚轮，就可以用于中、小模数的圆柱直齿轮、圆柱斜齿轮等的加工，该工艺加工工艺简单，生产效率高，加工质量好。