齒輪精鍛
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- 齒輪精鍛齒輪零件的精密鍛造及模具設計
B. A. Behrens, D. Odening
德國漢諾威萊布尼茲綜合大學研究所，
金屬成型和金屬成型機科研室
摘要：精密鍛造技術是一種高性能、少飛邊、近凈形狀成型的新型制造工藝。精密鍛造的優點在于保證產品具備杰出的材料特性，減少了傳統鍛造的部分工藝過程，提高了材料的利用率。在鍛造加工和的退火完全結束后，只有指定的工作表面需要被精加工。由于目前的機械與動力組件正向著高強度和輕量化的趨勢發展，因此對工藝的標準和模具設計的尺寸精度的要求也在不斷提高。目前，研究工作的重點是，在現有的工藝設計和模具設備的基礎之上，通過校正工件設計的形狀尺寸并選擇合理的材料，來改善熱鍛過程中，鍛件收縮所造成的不良影響。
關鍵詞：體積成形，金屬體積成形，近凈成形，精密鍛造。
1引言
加工行業的快速增長導致全球競爭激烈，因此成本壓力也不斷上升。科研和技術發展是技術制造的基本先決條件，擁有了高質量和低成本的生產就能占據市場。鍛件具備優良的材質和組織結構。由于鍛造過程中，金屬材料的晶粒得到細化，并且完整的晶粒能很容易的填充到縮孔處，因此，鍛件的機械和動力強度很高。鍛件能量密度增加的同時，也向著輕量化的趨勢發展。
德國是世界第二大鍛件生產地。2006年鍛件生產量達260萬噸。其中模鍛件就占140萬噸。連同系統生產商，汽車行業使用的鍛件占其總產量的80％ [1]。
一般而言，由鑄造毛坯加工而成的零件，大多數看起來質量很好，但并不耐用，而且所含雜質較多。為了提高材料利用率，機加工像齒輪這種需要承受高應力的零件通常選用鑄造的方法來生產。但鑄件相對鍛件的質量要差，所以鑄后至少也需要簡單的鍛打一遍。精密鍛造是一個新的制造工藝，它利用高壓力，加工出近凈形零件。精密鍛造屬于模鍛，它能在閉式鍛模內鍛造出飛邊少的鍛件。在特殊情況下，精密鍛件的制造公差可以達到IT7的精度 [1]。
圖1是由萊布尼茨綜合大學漢諾威（IFUM）的金屬成型和金屬成型機研究所制造出來的精鍛制品。
圖1：精密鍛造零件
IFUM通過鍛造齒輪零件，像錐齒輪，轉向齒輪等來研究開發精密鍛造工藝。相比傳統的加工工藝，精密鍛造的優勢在于提高了材料利用率，大幅度簡化了加工工序。鍛造并退火處理之后，只要能對功能表面進行精加工，就能夠保證產品的精度和質量。無需二次加工，并節省了一部分額外的退火工藝（圖2）。...
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