鍛造齒輪的精密鍛造技術(shù)
鍛造齒輪精密鍛造成形是一種優(yōu)質(zhì)、高效、低消耗的先進(jìn)制造技術(shù),被廣泛地用于汽車(chē)齒形零件的大批量生產(chǎn)中。隨著精密鍛造工藝和精密模具制造技術(shù)的進(jìn)步,鍛造齒輪和齒形類零件的生產(chǎn)已越來(lái)越多地采用精密鍛造成形。當(dāng)前國(guó)外一臺(tái)普通轎車(chē)采用的精鍛件總質(zhì)量已達(dá)到(40—45)Kg,其中齒形類零件總質(zhì)量達(dá)10Kg以上。精鍛成形的齒輪單件質(zhì)量可達(dá)1Kg以上、齒形精度達(dá)到(DIN) 7級(jí)。隨著汽車(chē)的輕量化要求和人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),鍛造齒輪制造業(yè)將更多地應(yīng)用精鍛成形技術(shù)。
鍛造齒輪的熱精鍛成形:
(1)早期的鍛造齒輪精密鍛造:
鍛造齒輪的精密鍛造早見(jiàn)于50年代德國(guó)的拜爾工廠,并在蒂森等公司得到廣泛的應(yīng)用。我國(guó)上海汽車(chē)齒輪廠等在70年代采用熱精鍛技術(shù),成功進(jìn)行了鍛造齒輪的精密鍛造生產(chǎn)。在當(dāng)時(shí)社會(huì)主義大協(xié)作的環(huán)境下,鍛造齒輪的精鍛技術(shù)很快在齒輪行業(yè)得到推廣應(yīng)用。該技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展得益于2項(xiàng)當(dāng)時(shí)先進(jìn)的技術(shù):模具的放電加工技術(shù)和毛坯感應(yīng)加熱技術(shù)。先淬火后加工的放電加工避免了模具淬火變形帶來(lái)的齒廓誤差;快速加熱的中頻感應(yīng)加熱解決了齒輪毛坯在加熱過(guò)程中的氧化和脫碳問(wèn)題,以上2項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用使鍛造成形的鍛造齒輪齒面達(dá)到無(wú)切削加工要求。
(2)鍛造設(shè)備:
鍛造齒輪的鍛造設(shè)備在國(guó)外一般使用熱模鍛壓力機(jī)。但在60-70年代的中國(guó),熱模鍛壓力機(jī)是非常昂貴的設(shè)備。因此,國(guó)內(nèi)企業(yè)普遍使用的鍛造設(shè)備是雙盤(pán)摩擦壓力機(jī)。該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜,很快成為齒輪精鍛的主力設(shè)備。但摩擦壓力機(jī)技術(shù)陳舊、難以控制打擊精度、而且能源利用率較低。隨著高能螺旋壓力機(jī)和電動(dòng)螺旋壓力機(jī)的出現(xiàn),落后的摩擦壓力機(jī)有被取代的趨勢(shì)。
(3)熱精鍛造工藝 :
對(duì)于大量生產(chǎn)的鍛造齒輪,成熟的精鍛成形技術(shù)是號(hào)稱“一火兩鍛” 的熱精鍛工藝技術(shù)。即齒輪在熱鍛成形和切邊后利用鍛件余熱進(jìn)行熱精整。通常的設(shè)計(jì)原則是將成形模和精整模設(shè)計(jì)為完全相同的尺寸,使精整模用到接近換模極限時(shí)充當(dāng)成形模使用,使齒輪模具的使用壽命得到大限度的利用。 當(dāng)時(shí),齒輪行業(yè)的骨干企業(yè)已擁有引進(jìn)的高精度刨齒機(jī),可以刨出較高精度的齒輪電極,但齒輪模腔的加工手段是早期的放電加工機(jī)床。這一類放電加工機(jī)床加工速度慢、電極損耗大、加工表面質(zhì)量差。因此,當(dāng)時(shí)的熱精鍛齒輪精度在9級(jí)左右,主要應(yīng)用于卡車(chē)和拖拉機(jī)工業(yè)。 改革開(kāi)放初期,隨著高精度刨齒機(jī)和精密數(shù)控電加工機(jī)床的引進(jìn),模具的制造精度得到成級(jí)的提高。鍛造齒輪的制造精度隨之提高到8-9級(jí),達(dá)到了卡車(chē)和輕型車(chē)的使用要求。
(4)先進(jìn)的閉塞鍛造技術(shù):
成形原理:閉塞鍛造是一種先進(jìn)的無(wú)飛邊精密成形技術(shù)。70年代,國(guó)外在閉塞冷鍛應(yīng)用技術(shù)得到突破后,很快用于鍛造齒輪的精密成形。閉塞冷鍛成形的齒輪精度相比熱精鍛成形可提高半級(jí)至一級(jí);閉塞冷鍛還有無(wú)飛邊鍛造的特征,使材料利用率得到較大提高。在80—90年代,轎車(chē)、輕型車(chē)和微型車(chē)的行星、半軸齒輪已廣泛采用閉塞冷鍛工藝生產(chǎn)。
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