调度绞车内齿轮锻造工艺改进
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加工工艺 设备
调度绞车内齿轮锻造工艺改进
石 岩
(沈阳铁信科技有限公司,辽宁沈阳110000)
摘要:内齿轮是调度绞车传动部件上的重要零件。其原锻造工艺采用敞开式套筒模锻造,不仅机
械加工余量大,原材料浪费严重,而且在渗碳淬火过程中齿面易出现裂纹,可直接影响产品质量。通过对
其锻造工艺进行分析,采用封闭式套筒模锻造工艺,提高了产品质量,减少了材料浪费,获得了较好的经
济效益。
关键词:内齿轮;锻造工艺;锻模
中图分类号:TG 316.3 文献标志码:B
Improvement for Forging Process of Dispatch Winder Internal Gear
SHI Yan (Shenyang Tiexin Technology Co.,Ltd.,Shenyang 110000,China)
Abstract:Internal gear is an important part of dispatch winder transmission parts.The forging process of it takes open-
type sleeve mold forging,which not only makes big margin of machining and materials wastes,but also makes crakes often
occurred at the surface of gears when carburizing and quenching,SO affected quality of productions.Through analysis of
forging process,by taking closing—type sleeve mold forging process,improved quality of productions,induced materials
wastes,SO got better economical benefits.
Key words:internal gear,forging process,forging mold
内齿轮是调度绞车传动部件上的重要零件(见
图1),其工艺性及使用要求都较高。在实际生产
中,零件毛坯一直采用锻造成形,其工艺路线为:下
料一锻造一正火一粗加工一精加工一渗碳淬火一磨
内孔。原锻造工艺采用敞开式套筒模锻造,不仅机
械加工余量大,原材料浪费严重,而且在渗碳淬火过
程中齿面易出现裂纹,直接影响产品质量。针对此种
情况,经分析对比,确定改用封闭式套筒模锻造工艺。
图1 内齿轮零件图 1 工艺分析
1.1 敞开式套筒模锻造分析E ]
敞开式套筒模(见
图2)结构简单,操作方
便,但内齿轮采用敞开
式套筒模锻造时,内齿
部位不能锻造出来,只
能由机床加工成形,这
样不仅造成原材料浪
费,工人劳动强度加 大,更重要的是锻造形 图2敞开式套筒模
成的金属纤维组织在加工时被切断,使整体强度降
低;同时,齿部致密组织被切除,留下的芯部晶粒组
织较粗大,化学成分不均匀,有疏松、裂纹和气孔缺
陷,从而导致渗碳淬火时易出现裂纹,使产品质量得 ’ 不到保证。
参考文献 作者简介:王海(1981一),男,工程师,主要从事机械制造、数 [1]杨文明.数控铣削无圆角六边形孔l-J].数字技术与应 控加工及仿真技术应用等方面的研究。
用,2009(1):20. 收稿El期:2014—08—04
Ez3毛东风・方孔加工原理及工装结构设计[J]・石油机械, 责任编辑 马彤
2010,38(1):35—38.
《新技术新工艺》加工工艺与设备
17 新技术新工艺2015年第3期
1.2封闭式套筒模锻造分析
封闭式套筒模锻造的锻模结构较为复杂。锻件
成品尺寸由模膛控制,锻后零件毛坯几何形状规则,
表面光洁,尺寸较精确。内齿轮齿部在热态下锻造
后,击碎了组织中粗大晶粒,使偏析趋向均匀,内部
未氧化的裂纹、气孔得到焊合,疏松组织被压实,提
高了金属组织的致密度和金属的力学性能;同时,晶
粒沿着变形方向拉长,晶粒间的杂质(主要是硫化物
及其他塑性非金属夹杂物)也随同金属一起变形,沿
着晶粒变形方向定向伸长,定向伸长的杂质却并不
因为金属再结晶的作用而消除,从而得到十分稳定
的金属纤维组织。无论热处理或再经过锻造加工,
该纤维组织都不被破坏,且沿锻件的外形连续分布,
符合零件的受力要求。
2套筒模设计E。]
2.1锻件成形分析
锻件在冲孔时,冲头下面的金属沿着水平方向
B流动(见图3)。由于受到外层金属的阻碍,有部
分金属向A向流动,另有部分金属向C向流动,可
充填满倒角。
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fAI\ f fAf '----B f一 /B二 / /c \\
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图3锻件成形.--j- ̄葸图
2.2 锻模设计
1)套简直径D。在封闭式套筒模内,由于金属
变形阻力较敞开式大,所以模壁厚度也较敞开式的
大。
2)套筒高度H。确定模套高度时应保证上模
垫性能可靠,通常在上模垫进入模套15~25 mm与
坯料接触的情况下计算模套高度。
3)上模垫高度。应保证在终锻打靠时上模垫高
出模套2O~30 mm。
4)模锻斜度。外壁取3O ,内壁斜度取7。。
5)圆角半径,包括外圆角半径R和内圆角半径
r。根据圆角处高度 和相对高度比查找有关资料取
值。
锻模零件图如图4所示。
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图4锻模零件图
3 效果分析
3.1 质量效益
采用封闭式套筒模锻造工艺后,内齿轮芯部组
织品粒得到进一步的细化,消除了材料组织缺陷,经
渗碳淬火后无一件出现裂纹;另外,车床粗车原工艺
为车钻430孔一扩孔一车内孔成形,现只需粗车内
孔成形,大大减少了车工工时,减轻了工人的劳动强
度,缩短了工期,提高了设备利用率。
3.2 经济效益
采用敞开式套筒模锻造的下料质量为每件15
kg,车床粗机加工时间为2 h。2OCrMnTi材料价格
为7.5元/kg,粗车工时为6O元/h,热处理工时为2
元/kg,则每件成本价格为:
15×(7.5+2)+2×60—262.5(元)
采用封闭式套筒模锻造的下料质量为每件9.5
kg,车床粗机加工时间为1 h,则每件成本价格为:
9.5×(7.5q-2)+1X 60—150.25(元)
可见,工艺改进后,材料利用率提高了1.5倍,
每件节省材料及工时费ll2.25元(262.5元一
150.25元)。
参考文献
Eli桃泽坤.锻造工艺学与模具设计EM].西安:西北T业大 学出版社,2007.
E2]王德拥.简明锻工手册[M].北京:机械工业出版社,
2O03
作者简介:石岩(1964一),女,工程师,主要从事机械制造等方
面的研究。
收稿日期:2014—07 24
责任编辑马彤
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