齿轮精锻

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。

精锻汽车汽车差速器半轴齿轮行星齿轮及变速器结合齿齿轮江苏太平洋精锻科技股份有限公司差速器锥齿轮差速器锥齿轮技术特色公司引进了国内同行中具有领先水平的模具加工、锻压、机加工、热处理、检测等机器装备，成功应用UG、PROE设计软件，实现了对齿轮三维建模技术的二次开发，完全掌握了锥齿轮齿形修形、齿顶修缘、接触区调整等由程序自动实现的模具设计与制造等核心技术，具有从模具设计与制造、锻件制坯及预热处理、精锻、机加工、热处理、检验与试验的完整工艺流程。

公司建立了严格的质量控制制度，并对齿轮原材料选择、生产过程的管理和控制等积累了丰富的生产管理经验，形成了独特的生产工艺，使得公司主要产品汽车差速器半轴齿轮、行星齿轮及变速器结合齿齿轮具有高精度、高强度、疲劳寿命长及一致性好等优点，在市场中具有较强竞争优势。

变速器结合齿轮公司主要生产差速器行星齿轮、半轴齿轮，变速器结合齿轮、倒档齿轮等精密汽车零部件，致力于研究差速器总成、输入轴、输出轴、中间轴、倒档轴、空心轴、离合器齿毂等精密零件的产业化工作。

变速器倒档齿轮公司主要生产差速器行星齿轮、半轴齿轮，变速器结合齿轮、倒档齿轮等精密汽车零部件，致力于研究差速器总成、输入轴、输出轴、中间轴、倒档轴、空心轴、离合器齿毂等精密零件的产业化工作。

Jiangsu Pacific Precision Forging Co.,Ltd.江苏省姜堰市姜堰大道91 号、公司控股股东大洋投资、实际控制人夏汉关和黄静三、本公司特别提醒投资者注意“风险因素”中的下列风险（一）经济周期波动的风险汽车的生产和销售受宏观经济影响较大，产业与宏观经济波动的相关性明显。

全球经济和国内宏观经济的周期性波动都将对我国汽车生产和消费带来影响。

当宏观经济处于上升阶段时，汽车消费活跃，汽车产业迅速发展；反之当宏观经济处于下降阶段时，汽车消费低迷，汽车产业发展放缓。

公司的业务收入主要来源于为汽车制造商和一级配套商配套的精锻齿轮产品，尽管公司的最终用户绝大多数是国内外主要的知名整车厂，市场表现稳定，经营业绩良好，但受到经济周期的影响，如果客户的经营状况恶化，将可能造成公司订单减少、存货积压、货款收回困难等状况，因此公司存在受经济周期波动影响的风险。

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。

齿轮精锻工艺及模具探讨摘要：本文介绍了一种新的齿轮精锻工艺和模具结构，对所得齿轮的精度、材料消耗、表面缺陷等与常规的铣齿、滚齿、插齿等常规切削加工方法进行了对比，精锻工艺具有明显的技术经济效益。

关键词：铣齿；剃齿；滚齿；插齿; 齿轮精锻1 引言生产实践中绝大部分齿轮的加工仍然采用切削加工，其机加工工作量是整个制造工作量的40～60%，其材料的利用率不超过35%,还占用大量的齿轮加工机床,在生产中造成大量的人力和金属材料的消耗。

运用塑性成形方法制造齿轮与切削加工相比,具有很多优点,如减少了金属消耗量,提高了劳动生产率,由于塑性成形加工可以最大限度地利用材料的纤维方向性，获得更加合理的金属内部组织分布,从而增强了齿轮的机械性能等等,能取得明显的技术经济效益和社会效益。

目前采用塑性成形制造齿轮的方法很多，如精锻、精冲、挤压、滚辗、轧制等。

用这些成型加工方法取代常规切削加工需要解决的关键问题是如何提高成形精度，减小齿廓精修加工量及减少金属的消耗量。

本课题设计了一种不带毛边槽的齿轮精锻模具。

凹模采用可分式结构，在机械压力机上，能进行批量生产。

该模具价格不高，结构简单，但如何更换模具的易磨损件，是提高经济效益的关键因素。

2 毛坯的制备和加热2.1毛坯重量的确定为了保证精锻时材料完全充满模膛，获得较高精度的锻件，并尽量减少材料流动阻力和流动距离，防止发生齿廓折断，合理确定毛坯下料重量十分重要，相关资料及工艺实践表明，对精锻后采用铣齿、插齿时毛坯重量偏差控制在5％以内,可保证所得齿轮精度在公差范围之内，且不会引起模具折断；若要采用剃齿、滚齿加工，则毛坯的重量偏差应超过1～1.5%，否则零件尺寸就可能超出规定的公差范围。

2.2 毛坯下料方法可由热轧圆钢在压力机上利用剪刃剪切下料；也可采用经光整加工的轧制毛坯，用全封闭的剪切模具下料。

2.3 毛坯预热可利用室式工频感应炉，对于是18crmnti的齿轮材料，加热温度在900～1100℃范围内。

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。

5级精度齿轮加工方法今天咱们来唠唠5级精度齿轮的加工方法呀。

5级精度的齿轮呢，要求还是挺高的呢。

那这加工啊，通常从选材开始就得讲究起来。

咱得选那种材质均匀、质量靠谱的材料，就像给齿轮打个好基础，这就好比盖房子得用结实的砖头一样。

然后就是毛坯的制造啦。

常见的有锻造毛坯，锻造能让材料的内部组织更紧密，就像给齿轮的身体做个强化训练似的。

这锻造出来的毛坯，形状大致有个模样了，但还很粗糙呢。

接下来就是粗加工。

这时候就像是给齿轮大致雕个形状。

像用铣床把多余的部分去掉一些，让齿轮初步有个齿轮的样子。

不过这个时候精度还离5级差得远呢。

再就是半精加工。

这一步可关键啦。

像滚齿或者插齿这时候就登场啦。

滚齿就像小齿轮在毛坯上欢快地滚出齿形，插齿呢就像是小梳子一下下把齿给插出来。

这一步能让齿轮的齿形更接近最终的样子，精度也开始慢慢提高啦。

精加工的时候呢，就有磨齿这一厉害的工序。

磨齿就像是给齿轮的牙齿做精细打磨，把那些微小的不平整都给磨掉。

这磨齿的设备可精密了，就像一个超级细心的工匠，一点点雕琢齿轮的齿面，让它达到5级精度的高标准。

还有剃齿这个工序也不能小看。

剃齿就像是给齿轮的牙齿做个小修剪，把那些毛刺啊，小的不规整啊都给处理掉。

在整个加工过程中呢，测量也是超级重要的。

就像给齿轮定期体检一样。

用各种精密的测量仪器，看看齿形、齿距、齿厚这些指标是不是符合5级精度的要求。

要是有偏差，就得及时调整加工的参数。

加工5级精度的齿轮可不容易呢，每一步都得小心翼翼，就像照顾一个小宝贝一样。

从材料到最后的成品，每个环节都紧紧相扣，缺了哪一环都不行。

这就需要加工师傅们有高超的技艺和十足的耐心，这样才能做出高质量的5级精度齿轮哦。