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汽车齿轮的精密锻造技术江苏森威精锻有限公司徐祥龙李明明摘要本文介绍了精密锻造成形在汽车齿轮制造中的应用,总结了各种齿形精密锻造的关键技术,特别提到分流锻造在齿形成形方面的应用。
前言齿轮精密锻造成形是一种优质、高效、低消耗的先进制造技术，被广泛地用于汽车齿形零件的大批量生产中。
随着精密锻造工艺和精密模具制造技术的进步，汽车齿轮和齿形类零件的生产已越来越多地采用精密锻造成形。
当前国外一台普通轿车采用的精锻件总质量已达到（40—45）Kg,其中齿形类零件总质量达10Kg以上。
精锻成形的齿轮单件质量可达1Kg以上、齿形精度达到(DIN) 7级。
随着汽车的轻量化要求和人们环保意识的增强,汽车齿轮制造业将更多地应用精锻成形技术。
一．伞齿轮的精锻成形1. 伞齿轮(锥齿轮)的热精锻成形（1）早期的伞齿轮精密锻造伞齿轮的精密锻造最早见于50年代德国的拜尔工厂，并在蒂森等公司得到广泛的应用(1)。
我国上海汽车齿轮厂等在70年代采用热精锻技术，成功进行了伞齿轮的精密锻造生产。
在当时社会主义大协作的环境下，伞齿轮的精锻技术很快在齿轮行业得到推广应用。
该技术的应用和发展得益于2项当时先进的技术：模具的放电加工技术和毛坯感应加热技术。
先淬火后加工的放电加工避免了模具淬火变形带来的齿廓误差；快速加热的中频感应加热解决了齿轮毛坯在加热过程中的氧化和脱碳问题，以上2项技术的应用使锻造成形的伞齿轮齿面达到无切削加工要求(图1、图2)。
图1.精锻成形的行星和半轴齿轮图2.精锻成形的汽车行星齿轮（2）锻造设备伞齿轮的锻造设备在国外一般使用热模锻压力机。
但在60-70年代的中国，热模锻压力机是非常昂贵的设备。
因此，国内企业普遍使用的锻造设备是双盘摩擦压力机（图3）。
该设备结构简单，价格便宜，很快成为齿轮精锻的主力设备。
但摩擦压力机技术陈旧、难以控制打击精度、而且能源利用率较低。
随着高能螺旋压力机和电动螺旋压力机的出现（图4），落后的摩擦压力机有被取代的趋势。
齿轮精密锻造的诸多优点齿轮精密锻造在近几十年来有很大的发展，越来越多的制造厂家和用户重视用锻造的方法制造齿轮。
普遍认为，用锻造的方法，可以提高材料的利用率，提高生产率，提高齿轮的机械性能，降低成本和增强市场竞争力。
尤其对用于汽车工业的大规模生产，齿轮精密锻造具有更大的效益和潜力。
尽管齿轮精密锻造有诸多优点，并已用于锥齿轮的规模生产，但距应用于一定尺寸的圆柱直齿轮和斜齿轮的规模生产还有一段距离。
特别是应用于汽车动力传动的齿轮，还需要建立一套实用和可靠的生产工艺流程，才能为厂家所接受。
齿轮精密锻造技术源于德国。
早在50年代，由于缺乏足够的齿轮加工机床德国人开始用闭式热模锻的方法试制锥齿轮。
其中的主要特征是使用了当时很新的电火花加工工艺来制造锻模的型腔。
另外还对锻造工艺过程进行了严格地控制。
此基础上，齿轮锻造技术进一步应用到螺旋锥齿轮和圆柱齿轮的生产。
但是圆柱齿轮锻造中，由于金属材料的塑性流动方向与其受力方向垂直，所以其齿形比锥齿轮更难形成。
60年代开始圆柱齿轮的锻造研究，70年代有较大的发展，这主要是受到来自汽车工业降低成本的压力。
80年代，锻造技术更加成熟，能达到更高的精度和一致性，使锻造生产齿轮能在流水生产线上准确定位，适合于批量生产。
齿轮精密锻造的目的直接生产出不需要后续切削加工的齿轮。
如果能在室温下进行锻造，则齿轮的形状和尺寸较易控制，也可避免高温带来的误差。
目前已有较多的锥齿轮和小尺寸的圆柱齿轮用这种方法制成。
当整体尺寸适合时，还可以用冷挤压的工艺来制造圆柱直、斜齿轮。
但大部分用于汽车传动的齿轮，其直径、高度比较大，不适合采用挤压工艺。
如用闭式模锻，则需要很高的压力才能使金属材料流动并充满模具型腔，因而此类齿轮需要采用热锻或温锻工艺。
而高温将带来材料的氧化，模具畸变，影响锻件的精度和表面质量。
用附加的切削加工来修正这些误差难度较大，还要增加成本。
特别是当使用后续磨削工艺来修正齿形上的误差，除增加成本和延长工时外，还存在磨削工艺中齿轮的定位问题。
行星齿轮架中空多向锻造工艺及模具设计# 【行星齿轮架中空多向锻造工艺及模具设计】## 1. 工艺的历史：从传统到现代的演变1.1 早期的探索其实啊，在很久很久以前，人们制造东西的方法都很简单、很原始。
就像盖房子，最早的时候可能就是用石头和树枝简单搭一搭。
对于像行星齿轮架这样的部件制造，也是从很基础的工艺开始的。
那时候可没有什么中空多向锻造工艺，大多是简单的铸造或者手工打造。
比如说，就像我们小时候玩泥巴，把泥巴捏成一个大概的形状，早期的铸造就有点这个感觉，把金属熔化成液态，倒进一个模子里，等冷却了就成了一个零件的雏形。
但是呢，这种方法做出来的零件，质量和性能都不是很理想，就像我们用泥巴捏的东西，可能一捏就变形了。
1.2 现代工艺的诞生随着工业的发展，人们对机械部件的要求越来越高了。
这就好比我们现在对手机的要求，不仅要能打电话，还得拍照好、运行快等等。
在这种需求下，中空多向锻造工艺就慢慢发展起来了。
这个工艺的出现，就像是从坐马车一下子变成了开汽车那么大的进步。
它是在传统锻造工艺的基础上，经过很多科学家和工程师不断研究、试验才出现的。
就像厨师不断尝试新的菜谱，为了做出更美味的菜肴一样，这些技术人员不断改进工艺，以满足工业生产中对行星齿轮架更高的强度、精度和可靠性的要求。
## 2. 制作过程：神奇的变身之旅2.1 原材料准备咱们先来说说这个制作过程的第一步，原材料准备。
这就好比我们做饭之前要先买菜一样重要。
对于行星齿轮架的中空多向锻造，首先要选择合适的金属材料，一般来说是一些高强度的合金钢之类的。
这些材料就像是建筑用的优质砖块，是整个齿轮架的基础。
这些原材料在进入锻造环节之前，要进行一些预处理，比如切割成合适的尺寸，就像我们把买回来的菜洗干净、切好一样。
而且啊，还要检查材料有没有缺陷，就像我们挑水果的时候要看看有没有坏的地方。
2.2 加热环节接下来就是加热环节啦。
这个过程就像是给金属材料做一个热身运动。
制造精密齿轮模具的要点，你知道吗？本⽂就精密塑胶齿轮模具的概念及制造过程的要点做了⼀些简要分析，希望这些分享对模具⼈员有所帮助。
虽然只是简单介绍，但只要掌握了要点，对齿轮模具的跟进将是触类旁通，游刃有余。
⼀、精密齿轮模概念及运⽤1）精密齿轮指在参数尺⼨及性能要求上⾮常⾼，参数包括齿顶圆外径、齿根圆外径、模数、分度圆直径（⼜称公法线）、分度圆齿厚、压⼒⾓、斜齿倾斜⾓度、齿圏跳动公差等⽅⾯；性能上包括材料的选⽤和其它装配尺⼨上的精度要求。
2）在运⽤⽅⾯，有代表性的产品如打印机及复印机内部传动件，常见的有VCD光碟驱动⽀架，如果齿轮达不到精密要求，就会出现⽀架进出动作不稳定，伴有振动或摇摆式幌动，嗓⾳特⼤，通过这我们可以对精密的概念及其必要性有个感性上的认识。
3）精密齿轮在精度上是分等级，国标是级别越⾼越精密，⽇本标准是级别越⼩越精密。
以JIS 标准，⼤多数精密模具⼚只能做到4级、5级齿轮，能做到3级塑胶齿轮已经是⽔平相当⾼。
⼆、精密塑胶齿轮种类：1）从齿的轴向倾斜⾓度分：直齿轮、斜齿轮、组合直齿轮，组合斜齿轮和组合直斜齿轮。
组合的概念就是直齿轮或斜齿轮在轴向上阶梯分布，⼀次注射成形。
2）从传动的⽅⾯主要有两种：啮合传动齿轮和⽪带传动齿轮。
三、模胚的选⽤：模胚的精度直接会影响模具的制造及注塑精度，也会影响模具的寿命。
经验表明，通⽤的模胚精度⼀般很难达到精密齿轮模的要求。
四、塑胶原料的选⽤：主要有两种：POM和PA（PA+GF%）。
不排除其它原料，如：聚砜等。
⾸选POM与PA原料的最根本的原因：POM、PA制品表⾯具有良好的⾃润滑性。
其它共同原因：耐磨性好、耐冲击好及抗疲劳；其次，POM制品刚性⼤，抗蠕变性优良；PA制品韧性好，必要时可填加GF%以增强其刚性。
⼀般情况POM齿轮可以相互啮合传动使⽤，PA齿轮同POM齿轮啮合传动使⽤。
五、模具结构的设计相关要点：1）浇⼝：⼀般采⽤3点或6点式平衡进浇，对微型齿轮通常只有采⽤单点进浇。
直齿圆锥齿轮精密锻造工艺及模具设计张琳【摘要】针对直齿圆锥齿轮精锻成形中齿形充填不满及成形力过大导致模具损伤等问题,制定了中心分流法精锻直齿圆锥齿轮的工艺方案.以工艺方案和数值模拟结果为依据,设计了预锻分流区和分流终锻两套模具,并对精锻模具的模膛和结构设计要点进行了阐述.【期刊名称】《锻压装备与制造技术》【年(卷),期】2014(049)006【总页数】4页(P54-57)【关键词】锻造成形;直齿圆锥齿轮;中心分流精锻;数值模拟;模具【作者】张琳【作者单位】西安航空职业技术学院,陕西西安710089【正文语种】中文【中图分类】TG376.2精密锻造（以下简称精锻）齿轮的强度、耐磨性等都比切削加工的齿轮优越[1]，国内外越来越多采用精密锻造技术来成形齿轮。
齿轮精锻成形的主要问题是[2]解决齿形的充满与成形力过大之间的矛盾，分流法[3-4]能在较低的工作压力下，使齿形完全充满，是齿轮精锻较为有效的方法。
齿轮中心分流工艺是在分流法的基础上发展起来的，其原理是：预锻成形时，利用模具上的凸台在坯料端面的中心部位锻出凹坑，终锻时利用凹坑实现材料的分流。
本文将中心分流法应用到直齿圆锥齿轮（图1）的精锻成形，根据齿轮的尺寸形状特点和成形难点[5]制定合理的工艺方案，以工艺方案和数值模拟结果为依据，设计了预锻分流区-分流终锻的两套模具。
图1 直齿圆锥齿轮零件图1 直齿圆锥齿轮精锻成形工艺方案的制定1.1 中心分流精锻成形工艺路线本文所研究的直齿圆锥齿轮的参数如表1 所示，加工材料为18CrMnTi，该材料是塑性良好的渗碳钢，具有良好的综合力学性能，但变形抗力比较大。
生产实践发现，精锻锥齿轮时常会出现齿形充不满现象和成形力过大导致模具损伤等问题。
为此，该齿轮采用中心分流法锻造，通过预锻和终锻两个工步完成，其精锻工艺路线为：精密下料→车削或磨削外圆、除去表面缺陷层→少无氧化加热→预锻→精（终）锻→冷切边→热处理→后续切削加工。
关于高精度硬齿面齿轮制造技术的发展发表时间：2018-09-27T18:52:56.107Z 来源：《知识-力量》2018年9月下作者：王侠清[导读] 许工业加工期间，机械设备平稳运行以及传输工作，都密切的相关于齿轮的应用。
为了充分保障机械设备安全可靠性的、高效率的运行，就要重视以及加强齿轮加工工艺技术的改进以及增强。
伴随经济的发展，当前工业领域也在不断的获得进步，所以对于硬齿面齿轮加工工艺也逐渐的提出了高要求标准。
本文对于在减速机中应用硬齿面齿轮加工工艺进行分析，对于关键性的技术进行探究。
（陕西长空齿轮有限责任公司，陕西省汉中市 723102）摘要：许工业加工期间，机械设备平稳运行以及传输工作，都密切的相关于齿轮的应用。
为了充分保障机械设备安全可靠性的、高效率的运行，就要重视以及加强齿轮加工工艺技术的改进以及增强。
伴随经济的发展，当前工业领域也在不断的获得进步，所以对于硬齿面齿轮加工工艺也逐渐的提出了高要求标准。
本文对于在减速机中应用硬齿面齿轮加工工艺进行分析，对于关键性的技术进行探究。
关键词：硬齿面；齿轮加工；工艺技术硬齿面齿轮加工制造工艺一般主要分成两种：一是以齿轮、剃齿、热处理为主，我们通常将其称为剃齿工艺。
另一种则是以滚齿、磨齿和热处理为主，我们通常称之为磨齿工艺。
通过将两种方式进行对比，我们发现，磨齿工艺加工设备相对来讲投入比较大，不仅是因为磨齿的价格比较昂贵，同时也是因为磨齿机床的结构和工艺相对比较复杂，生产的效率不理想，因此我们要对其预留出相应的磨削余量以便磨齿磨削加工的时候进行使用，这种方式加大了能源和材料的消耗，不建议使用在大批量、低成本同时对质量要求较高的齿轮制造需求中。
剃齿工艺具备加工过程灵活、生产效率高，同时机械化自动程度高等优势，因此在在实际进行加工的过程中我们也经常对这项工艺进行使用。
但是在齿轮经过热处理以后淬火形成了硬齿面，因此将产生变形的情况，使得齿轮的整体精度大大地下降，通常会下降1到2级左右，另一方面，在剃齿的过程中也极易产生凹凸的想象。
