軋鍛結(jié)合工藝研究

文/賈雨，葛希佩，李新軍·山東溫嶺精鍛科技有限公司

軋鍛結(jié)合工藝研究

文/賈雨，葛希佩，李新軍·山東溫嶺精鍛科技有限公司

螺傘齒輪由于傳動效率高、傳動比穩(wěn)定、承載能力高、傳動平穩(wěn)平順、結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)省空間、耐磨損、壽命長、噪聲小等特點，廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外油田石化機械、工程機械、軋鋼機械、礦山機械、煤礦機械、冶金設(shè)備、船舶工業(yè)、航空航天、飛機制造等領(lǐng)域。其中汽車驅(qū)動螺傘齒輪的作用是傳遞汽車主減速箱的動力，主要是由鍛件經(jīng)過切削加工制造而成，市場需求量巨大，低消耗、高效率的獲得優(yōu)質(zhì)鍛件成為我們研究的方向。

目前驅(qū)動橋螺傘主動齒輪鍛件的主要生產(chǎn)方法為在空氣錘上經(jīng)由摔形模進行拔長，再由壓力機模鍛成形，該工藝存在的缺點為：⑴在空氣錘上經(jīng)由摔形模拔長，要求壓力機噸位較大；⑵存在較大噪聲且需要打擊多次才能完成，勞動環(huán)境差；⑶成形的坯件表面粗糙，直線度低；⑷模鍛成形時極易發(fā)生彎曲，產(chǎn)生飛邊，造成材料的利用率低；⑸用時較長，通常人工一次摔形需要用時45s，且一致性較差，大批量生產(chǎn)時效率低。

現(xiàn)我公司研究運用楔橫軋軋制技術(shù)進行制坯，楔橫軋工藝的基本原理是將加熱后的棒材送入兩個同向旋轉(zhuǎn)的帶有楔性凸起的模具中間，棒材在模具的帶動下，作與模具反方向的回轉(zhuǎn)運動，同時材料發(fā)生徑向壓縮變形和軸向延伸變形，從而成形階梯軸類零件。

工藝分析

軋鍛結(jié)合工藝包含楔橫軋制坯和終鍛成形兩個工序，其中楔橫軋制坯分為以下幾個區(qū)段：

⑴楔入段。夾住加熱后的棒料的一端，沿著橫軋軸方向?qū)袅纤腿胄M軋機。

⑵楔入平整段。將軋件在整個圓周上全部軋成一定深度的V形環(huán)槽，以改善軋件的塑性。

⑶展寬段。軋件直徑壓縮，長度延伸，為楔橫軋模具完成變形的主要區(qū)段。

⑷精整段。將軋件在整周上全部軋成所需尺寸，將全部尺寸精度與表面粗糙度精整達到產(chǎn)品的最終要求。

⑸剪切段。將軋好的軋件切斷。

⑹終鍛成形。將楔橫軋機軋制而成的軋件放入由凹模、凸模及頂桿組成的終鍛成形模具中，在凸模作用下坯料向下聚料成形，脫模后由頂桿頂出，得到驅(qū)動橋錐齒輪主動齒輪鍛件。

生產(chǎn)驗證

下面結(jié)合130系列某型號驅(qū)動橋錐齒輪主動齒輪的實際鍛造工藝的生產(chǎn)案例進一步說明，驅(qū)動橋錐齒輪主動齒輪鍛件圖如圖1所示，該鍛件分為頭部、中部、桿部三部分，頭部尺寸包含直徑D4、D5、D6，斜度A3、A4；中部尺寸包含直徑D7、D3；桿部尺寸包含直徑D1、D2，斜度A1、A2；鍛件總長L1。該鍛件由楔橫軋制坯和終鍛成形兩道工序鍛造而成。

圖1 驅(qū)動橋錐齒輪主動齒輪鍛件圖

楔橫軋制坯工序

在楔橫軋機上安裝楔橫軋模具，選擇所需規(guī)格的圓鋼作為原材料，本例選擇規(guī)格為φ65mm的20CrMnTiH材質(zhì)的鋼材，在天然氣加熱爐中完成加熱工序（加熱溫度1150℃），將加熱后的熱坯放入楔橫軋機上的模具內(nèi)，完成楔橫軋制坯工序。楔橫軋制坯后鍛坯形狀如圖2所示，其中，D為圓鋼直徑不變，D8、D9、D10分別比D1、D2、D6略小1～3mm，L6比L2大5～10mm。

終鍛成形工序

將由楔橫軋軋制成形的鍛坯放入固定在壓力機上的終鍛成形模具中（圖3）。上模用上壓板固定在壓力機滑塊上，可隨壓力機滑塊上下運動，在工作時上模在壓力機作用下向下移動，鍛坯在上模作用下沿上下模具內(nèi)壁向下聚料成形，脫模后經(jīng)頂桿頂出，得到的鍛件即為驅(qū)動橋錐齒輪主動齒輪鍛件。

圖2 楔橫軋制坯鍛件圖

圖3 終鍛成形

結(jié)束語

經(jīng)過我公司驗證，運用楔橫軋（采用H型楔橫軋機）制坯工藝軋制成形的坯料表面精度高、直線度好，一致性高，在終鍛時更容易成形，可有效地減小鍛件的余量（單邊減小0.5～1mm）及鍛件的拔模斜度，降低產(chǎn)品消耗提高材料利用率且鍛件外觀較好；采用楔橫軋制坯工藝用時較少，制坯時間僅為10s，且一軋兩件，能夠相應(yīng)的提高鍛造的初始鍛造溫度，有效地保證鍛件良好的成形，從而保證鍛件的質(zhì)量；有效地減輕工人的勞動強度，改善了工人的工作環(huán)境，有效地提高了生產(chǎn)效率以及材料的利用率。