中图分类号：U464.13 文献标识码：A 文章编号：1003-8639（2025）06-0117-03

Design of HotForging Diesfor Spiral Bevel Gearsof Automotive Engi

WangYanxia，Lian Yingying，MengHua

（Shangqiu Instituteof Technology，School of Mechanical Engineering，Shangqiu 476ooo，China）

【Abstract】Based on the analysisof the designtheoryof spiral bevel gears forautomotive enginesand in combinationwith theactualrequirementsofcloseddieforgingprocesses，thisarticleselects thecompoundclosed die forming scheme.According tothemechanical propertiesof 45stelandthe materialpropertiesof hotworkingdie steel （4Cr5MoSiV1），The working condition parameters such as the preheating of the hot forging die （temperature 250‰ ）， the forging speed of the moving die（ 70mm/s ），and the friction coefficient（O.3）are proposed.The manufacturing of helical bevel gearsisachievedbydesigning thecompounddie structure（floating diecore，inner/outerringsof thetooth die）toincrease fluidityand improve molding accuracy，combining the use of pressure pads to reduce compressive stress and gray irondieseats to lower the manufacturing costofthe die，aplying thecompound ejection structure to solve the problemofdiejammingofforgings，andadoptingthecombineddieandspringreturntosolvetheflashproblem.It provides a reliable design theory and manufacturing basis for its high productivityand high surface quality offorgings.

【Key words】 spiral bevel gear；hot forging dies；closed die forging；compound ejection mechanism

近几十年来，中国汽车行业取得了飞跃式的发展，“一带一路”政策的实施和新能源汽车的普及，使得我国汽车产业的发展更加强劲，未来几十年，将会迎来一个更加繁荣昌盛的时代。尽管一二线城市的汽车拥有量极为可观，但三四线城市以及农村地区仍然存在巨大的发展潜力。汽车行业的迅猛增长也促进了汽车零部件制造商的迅猛崛起。随着汽车发动机的重要性越来越高，螺旋伞齿轮作为关键零件的需求量不断增加，质量也日益提高[2-3]。本设计主要设计螺旋伞齿轮复动闭式模具，以闭式模锻的方法设计汽车发动机螺旋伞齿轮。在设计过程中，仔细研究齿轮坯的几何形状和承载能力，以最大限度地提升其综合性能。

1工作模具设计

本锻造模具设计的发动机螺旋伞齿轮，零件材料用的是45钢，为碳素结构钢，具有较好的塑性和冲击韧性[4-5]，在常温以及不同的温度下具有较好的塑性，因此在对螺旋伞齿轮的锻造成型进行模具设计前，需要对材料组成成分进行了解。模具材料采用热作模具钢（4Cr5MoSiV1）的参数为：碳 0.42%～ 0.50% ；模具初始硬度55HRC；模具预热温度 250^qC 动模运动速度 70mm/s ；剪切摩擦；摩擦系数0.3。力学性能：屈服强度大于 355MPa 。在锻造高温金属时，模具预热温度在 200～300^∘C ，模具预热可以减少因温度差异引起的热应力，避免模具因组织应力不均匀，导致锻件出现裂纹或变形。同时预热能够显著降低金属在锻造过程中的黏滞性，从而改善其流动性，避免金属表面过早冷却和凝固，保持金属的流动性和塑性。……