小齿轮件的成形工艺及模具设计
1引言冷挤压技术是一种高精、、低耗的生产工艺技术，是零件成形加工的主要方法之一。而齿轮和花键形状复杂，尺寸精度、表面质量及综合机械性能等要求均很高，而且常温下金属的变形能力低、流动性差，塑料齿轮加工厂，这些原因导致锻造载荷陡增、齿形型腔角隅充填能力锐减，模具处于极限加工状态，带来易磨损、弹性变形严重、寿命低等弊病。如果采用流线型的挤压过渡型腔，能改善金属流动的均匀性，降低成形压力，减速机齿轮加工，提高齿轮和花键挤压成形的精度。2工艺分析2．1成形工艺设计图1为小齿轮件的零件图，材料为40Cr，零件一端为齿轮，另一端为花键。齿轮参数为：齿数Z=8，模数m=1．5，齿形为渐开线，压力角口=20°，齿顶圆直径da=13ram，齿根圆直径df=11 mm，精度等级为IT6～IT7。根据对零件的分析得出小齿轮件的成形工艺方案为：精剪下料一挤压小端一正挤花键-镦粗一反挤齿轮、齿轮孔成形一挤台阶一齿轮部分精整成形，如图2所示。2．2坯料形状和尺寸的确定坯料形状和尺寸对冷挤压件的充填性能和模具寿命影响很大。根据小齿轮件的形状特点，同时为了便于送料以及有利于坯料的定位，故选用圆柱形坯料。毛坯的体积是根据变形前后的体积不变定律计算，经计算确定毛坯直径为12 mm，连云港齿轮，长度为27mm。2．3坯料的软化处理小齿轮件的材料为40Cr，其供应状态强度高、变形抗力大、塑性较差且有加工硬化存在。加工前要对坯料进行充分的软化处理，降低变形抗力，提高塑性，以满足冷挤压成形工艺。退火处理过程如图3所示。经退火处理后，材料硬度达到150～163HBS。
将齿轮的轮齿修成中凸形有利于降噪
将齿轮的轮齿修成中凸形有利于降噪采用分流式齿轮传动，控制齿轮的直径，即能降低齿轮线速度，同时又能均分力传递。所以，齿轮啮合时，出现在齿面上的滑动摩擦和冲击力都会被得到有效的控制，从而达到降低齿轮传动噪声的目的。改善齿轮设计结构和提高其加工精度实践证明，齿轮的结构设计也是直接关系到降噪的关键。比如适当在齿轮体上钻孔改善结构，就可以减小其噪声幅射面。如再加入阻尼材料则更能降低噪声的对外幅射。齿轮的制造精度，能直接影响齿轮啮合时噪声的强弱。其精度越差，则啮合噪声越大，反之，若适当提高齿轮加工的精度，降低齿轮误差，就可以改善其啮合性能，从而降低噪声。例如减少齿轮的周节误差，就会达到降噪目的，因为周节误差会引起齿轮的啮合冲击，当齿轮转动到有周节误差的轮齿时，角速度将会发奎急剧变化，冲击力会导致整个齿轮轴系发生振动。尤其是在齿轮高速转动时，会激起强烈的噪声。齿形误差在齿轮的单项误差中对噪声影响大，齿形误差越大，噪声越大。但两者并不成简单的正比关系。不同误差的齿轮在不同转速的情况下，噪声变化率也不相同。齿形误差对噪声的影响。轮齿变形对噪声也会有影响。每当齿轮受载较大时，轮齿弯曲变形远远超过齿形误差，此时影响噪声的主要因素决定于轮齿受力后的变形情况。对于机械强度足够的齿轮来说，应首先考虑齿形误差问题。实践得知，将齿轮的轮齿修成中凸形，有利于降噪
齿轮还可按其外观设计分为圆柱体齿轮、锥齿轮、非圆齿轮、齿轮齿条、涡杆蜗轮蜗杆；按齿线样子分为直齿轮、斜齿轮、人字齿轮、曲线图齿轮；按传动齿轮所属的表面分为外齿轮、内齿轮；按制造方式可分为锻造齿轮、净制齿轮、冷轧齿轮、煅烧齿轮等。齿轮的制造原材料和调质处理全过程对齿轮的承载力和规格净重有挺大的危害。20新世纪50时代前，齿轮要用碳素钢，60时代改成碳素钢，而70时代要用表面硬底化钢。按强度，轴颈可区分为软齿面和硬齿面二种。
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