一家专注流体压力成形技术
【作 者】栗慧博;张如华;余洪;易雄;欧阳经政;曹传亮
【引 言】
按照成形步骤，从动曲齿锥齿轮精密成形可分为一步成形和分步成形。一步成形工艺［1－4］存在的主要不足是轮齿小端角隅容易欠充满、成形力大，如刘华伟［5］利用浮动凹模结构在一定程度上减小了成形载荷，但仍不能避免成形末期载荷陡增; 而分步成形为改善锻造流线分布、改善轮齿填充效果、减少氧化皮残留以及提高模具寿命提供了空间，GAOZS等［6］通过预成形控制齿轮形状然后终成形，成形载荷减小，且齿轮填充更饱满。扩腔 ( 隅) 成形［7－11］可解决直/斜齿圆柱齿轮精密成形中存在的轮齿角隅容易欠充满和成形力过大的问题，但模具作用/运动方向与变形金属表面夹角较小或近似相切。针对从动曲齿锥齿轮的精密成形，本文提出一种采用 “外闭 － 内开”式模具，从环形坯料起步，先扩隅预成形再终成形的工艺，即预成形的齿模模腔在降低齿高和增大过渡圆角的同时，还在齿模小端设置扩隅空间，便于较多金属流至接近小端，得到小端坯料体积足够但形状欠规整(金属与齿模非完全贴合)的预成形件; 终成形时，不仅使得齿高增大、过渡圆角减小，还对不规整的小端进行了整形，最终得到齿形完整的精密成形件。这种情况下，模具作用/运动方向与变形金属表面夹角较大或近似正交，利用物理模拟对该方法进行了验证。
【结 论】
(1)采用 “扩隅预成形 + 终成形”工艺精密成形从动曲齿锥齿轮，在预成形齿模小端角隅设置扩隅空间，并优选扩隅空间几何参数，不仅可以优先保证小端的填充质量，而且终成形载荷较一步成形降低了 14. 3% ，进一步验证了扩隅模具能有效降低成形力的结论，进而可以推论，有利于提高模具寿命。
(2)模具作用/运动方向与变形金属表面夹角较大或近似正交的情况下，扩隅空间也有分流和储备金属作用，对于其他锻件的模具设计具有借鉴意义。新工艺和模具有待于钢件实际生产验证。
以下是正文：
