文/马雪飞，郭钢成·天津平高智能电气有限公司

陈磊·平高集团有限公司

齿轮托架的精密锻造成形及数值模拟

文/马雪飞，郭钢成·天津平高智能电气有限公司

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本文分析了齿轮托架锻造成形的特点，对传统锻造工艺进行改进，制定热锻和冷精整相结合的反向挤压新工艺。基于DEFORM-3D软件，应用刚塑性有限元算法对齿轮托架精密锻造成形新工艺进行数值模拟，得到锻造过程中材料的流动状态和等效应变分布规律。

齿轮传动作为动力传动的主体，在21世纪的成套机械装置中仍然是重要的基本部件。它具有恒功率输出、实用可靠、效率高、生产技术成熟等优点，因此在传递动力，尤其是较大动力为主的场合，仍然具有不可取代的地位。

本次研究采用德国制造工业标准协会基于工业实践的试验零件，其形状如图1所示。该零件形状比较复杂，托架尖部只有2.8mm宽，高度26.8mm，比较细小，金属塑性成形时型腔较难填充满。

图1 齿轮托架零件图

齿轮托架的精密锻造工艺

该零件早期采用铸造工艺，生产出的齿轮托架存在缩孔、疏松、偏析等缺陷，严重影响齿轮托架的机械性能，不能满足其性能要求。根据零件形状，采用塑性成形时材料由中间向四周流动，最后填充六个架爪部位。传统的齿轮托架锻造工艺为：下料→加热→镦粗→预锻→终锻→切边，该工艺工序复杂，材料利用率低且预锻型腔和终锻型腔较难配合，在终锻时容易出现折叠和型腔填充不满。……