文／李养娟·陕西法士特齿轮有限责任公司

随着汽车行业的飞速发展，齿轮精密成形已经是锻造行业发展的必然趋势。齿部锻造成形可使齿部金属流线完整连续，齿部强度优于机加工，同时节省工艺用料，降低生产成本。对于大模数大规格的齿轮，由于其齿部角隅充满性差、出模困难、模具寿命低等问题，目前基本上先锻成齿坯，再通过机加工完成齿部加工。本文针对某重型汽车上一种常用的大规格大模数直齿圆柱齿轮零件，进行精密成形工艺开发，最终实现外直齿精密成形。图1 为大模数大规格圆柱齿轮零件产品图，表1 为零件齿部参数。

表1 某重型汽车齿轮零件齿轮参数

图1 某重型汽车齿轮零件图

锻件图及设备选型

锻件图

从上述零件图可以看出，此零件最大外圆为φ248mm，齿宽为58mm，模数为5.22mm，齿数为46 个，是典型的大规格大模数类齿轮零件。为保证成品率，在设计时齿部按单边1mm 留余量，其余均按单边1.3mm 留余量。同时考虑到出模问题，外圆处出模角取0.5°，锻件如图2 所示。

图2 锻件毛坯图

生产设备选型

成形力的计算公式为P=(50 ～70)F，其中，F为锻件投影面积(cm2)，P 为变形力(kN)，由于该锻件较为复杂，选择系数为70，计算P约为3.44×106kN。根据实践经验，设备公称力应比变形力大1.2 倍左右，计算设备公称力为4128t，最终选择6300t 热模锻压力机生产。

模具设计与Deform-3D 模拟

设计思路

由于锻坯重量约14kg，且齿数多，如果预锻带齿，预锻齿坯很难被快速准确地放置在终锻型腔中，导致齿部降温过快，终锻时齿部充满性差。……