精密锻造齿轮技术的应用

（）锻造 齿 轮 ａ
， ，
（）切 削 齿轮 ｂ
图５锻造齿轮与切削齿轮金相
目前采用的锻造工艺大致有两种 ：一是冷锻分
流 锻 造 成 形 后 倒 锥 ；二 是 温 锻 预 成 形 ＋ 精 整 ＋ 冷 倒 锥 成 形 反 锥 ，如 图６ 、图７ 所示 。通 过 合理 的 分 流 ，
图 ８
求有很好的换档顺畅感 ，带负荷运行时能够可靠地 防止齿轮打滑 。传统齿轮如 图１ 所示 ，多采用机械 加工成形 ，先制造高速齿轮和带 圆锥 的同步齿环 ，
然 后压 装 ，再 通 过 电子 束 焊接 成 整 体 的方 法 ；或 通
向，减少径 向流动 。冷精整工序齿部整形只有呈轴
向方 向流动 。通过改进 ，模具寿命大幅提高，目前
齿 轮 范 畴 。为 了能 够 容 易地 嵌 合 到对 应 的 齿 轮 上 ， 在 单 侧 端 面设 有 倒 棱 楣 角 ，这 种 齿轮 只在 后 退 时 使 用 ，但 对 齿轮 精 度 、 噪声 有 一 定 要 求 ，一 般 需 要采 用 剃 齿加 工 保 证 齿面 精 度 。 随 着近 几年 锻 造 技 术 、锻 压 设 备 及 模具 加 工 、 制 造 技 术 的 发 展 ，批 量 锻 造 倒 档 齿 轮 无 须 剃 齿 加
该 产 品 已经 批量 生 产 。
过压装花键构成整体的方法。最近高强度、换档感 良好的精密锻造工艺 （ 见图２ ）成为主流。特别是一 些轴类零件 （ 见图３ ），通过锻造一体化零件，轴部 的流线未切断 ，使得强度大幅提高。 近年来 ，随着汽车轻量化 、小型化 、节能化的 发展 ，同时要求 不增加汽车 发动机的横 向尺寸实 现 多档化 。将原有 的低速 １ 档结 合齿设计成沉 ～３
１ 变速器齿轮一体化锻造 的应 用 ．
为实现变速 器小型化 ，汽车变速 器齿轮要求具
有 高 强 度和 小 型化 的 个体 ，尤 其是 与 变速 器 轮 齿 啮 合 传递 动 力 ，前 端具 有 倒 棱 的 同步 齿 环 配合 时 ，要
主要难点是模具寿命低 ，原因是模具相对应的齿部 突起较高 ，热锻 、精整模具 齿部一旦受侧向力 ，模 具 易断裂 。如何使得热锻 、精整齿部充填完好 ，同 时模具 不开裂是我 们迫切需 要解决 的问题 。通wk.baidu.com ＤＥ ＯＲ Ｆ Ｍ模拟调整热锻预成形几个工步的形状 ， 使最终齿部成形 工步大部分齿部料的流动呈轴 向方
图７ 冷整形齿部分流锻造
采用锻 造工艺 时需考虑事项 ：① 针对提高发
动机 转 矩 的 要 求 ，在 不 改 变齿 轮 各 种 参数 的 前提 下 利 用 锻 造 工 艺提 高 强度 ，为 了避 免 齿根 部 位 压 力集
工 ，与切 削齿轮 相 比 ，弯 曲疲 劳强 度提高 ２ ％～ ０ ３ ％，金相组 织具 有连续性 （ ０ 见图５ ），通过喷丸 硬化提高压缩残余应力。一般来说 ，轿车变速器上
传动零部件翻造技术专题
精密锻造齿轮技术的应用
江苏太 平洋精锻科 技股份有 限公 司 （ 姜堰 ２ ５ ０ ） 赵红 军 陶立平 王耀祖 ２ ５ ０
齿轮 作为 传 递 动 力的 关 键零 部 件 ，齿轮 质量 、
性 能及使用 寿命直接影 响整台机 器技 术 、经济指 标 ，而齿轮的加工方法又直接影响其质量 、性能及
头齿轮 ，如 图４ 所示 。齿轮 宽度方 向可 以节省５ ～ ｌｍｍ，使得发动机可以节省 １ ～３ ｒｍ的空间 ， Ｏ ５ ０ ａ 便 于安装６ 速齿轮 。这种结 合齿 采用原 有的焊 、７ 接 、压配加工方法很难或无法实现 ，且强度达不到
设计 要 求 ，这 就 需要 锻 造 来 实现 。这 种 齿 轮锻 造 的
图４ 沉头 齿轮
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２ 锻造 工艺在倒档齿轮 上的应用 ．
倒 档 齿 轮 是 一 种 汽 车 后 退 时 啮 合 、旋 转 的 齿
轮 ，齿面具 有３ 左右 的防打滑 倒锥 ，属于 圆柱 ０
使用寿命。从一定意义上说 ，齿轮的加工技术是衡
量我 国机械制造业水平高低的一个重要指标。
齿 轮 传 统 的 加 工 方 法 是 利 用 锻 造 毛 坯 通 过 滚
一
图ｌ切削加工齿轮 图２锻造 齿轮
图３ 输 出轴
齿、插齿 、铣齿 、刨齿等方法切削而成 ，此方法材 料利用率低 、加工工时长 、生产成本高 ，且具有一 定的环境污染 ，产 品性 能难以满足传动零部件在工 作 中长期承受周期性载荷、对抗疲劳性能的要求。 采用精锻成形工艺能快速生产高质量的齿轮，不仅 解决 了齿轮传统加 工方法的诸 多不足 ，同时充分满 足了齿轮在传递动力过程中长期承受的周期性载荷 对抗疲劳性 能的要求，并对齿轮轻量化 、高强度化 产生 了较好 的推动作用。
保证倒棱处充填饱满 。
图 ９
３ 结语 ．
向 方 向 有００ ３ ． ６ ． ～０Ｏ ｍｍ鼓形 。 ⑤必 须 考 虑 热 处 ０ ０
距 问题 等不进 行大幅 度的设 计变更是 不可 能解决
的 ，通 过 采 用 锻 造 倒车 用 倒 档 齿轮 则 很 容 易 地解 决
了这 一 问题 。
理变形对成品齿形 、齿厚的影响。通过锻造 ，齿形 无需切削加工 ，产品检查达３［ ． １级精 度要求。 ７
最 为薄 弱 的齿 轮 是 倒车 用 倒 档 齿轮 ，如 果 为 提高 该 齿 轮 的 强度 而 改 变 模数 ， 由于 齿轮 比问 题 、中心 间
中 ，不得有台阶 ，采用圆滑过渡的圆弧形状 ，如图 ８ 所示 。② 为 了提高操作性 ，倒棱楣 角形状采用三 维曲面 ，在各棱边设置０５ 左右的 圆角 ，如 图９ ． Ｒ 所 示。③倒棱面、齿面 、齿根部位的表面粗糙度值不 大于Ｒ １ １，不允许有粘模拉毛现象。④齿面齿 ． Ｔ ６ Ｉ