小齒輪件的成形工藝及模具設計
針對小齒輪件(既有齒輪又有花鍵的小齒輪件)的花鍵和齒輪成形問題進行工藝分析。為了節約成本和使成形順利進行，采用冷擠壓工藝方案，并進行花鍵正擠和齒輪反擠的擠壓組合模具設計。研究表明，小齒輪件采用冷擠壓工藝方案是可行的，模具設計合理，可以獲得準確的花鍵、齒輪齒形和較好的表面質量，節約材料，縮短輔助時間，降低生產成本。
1引言
冷擠壓技術是一種高精低耗的先進生產工藝技術，是零件成形加工的主要方法之一。而齒輪和花鍵形狀復雜，尺寸精度、表面質量及綜合機械性能等要求均很高，而且常溫下金屬的變形能力低、流動性差，這些原因導致鍛造載荷陡增、齒形型腔角隅充填能力銳減，模具處于極限加工狀態，帶來易磨損、彈性變形嚴重、壽命低等弊病。如果采用流線型的擠壓過渡型腔，能改善金屬流動的均勻性，降低成形壓力，提高齒輪和花鍵擠壓成形的精度。
2工藝分析
2．1成形工藝設計
圖1為小齒輪件的零件圖，材料為40Cr，零件一端為齒輪，另一端為花鍵。齒輪參數為：齒數Z=8，模數m=1．5，齒形為漸開線，壓力角口=20°，齒頂圓直徑da=13ram，齒根圓直徑df=11 mm，精度等級為IT6～IT7。
根據對零件的分析得出小齒輪件的成形工藝方案為：精剪下料一擠壓小端一正擠花鍵-鐓粗一反擠齒輪、齒輪孔成形一擠臺階一齒輪部分精整成形，如圖2所示。
2．2坯料形狀和尺寸的確定
坯料形狀和尺寸對冷擠壓件的充填性能和模具壽命影響很大。根據小齒輪件的形狀特點，同時為了便于送料以及有利于坯料的定位，故選用圓柱形坯料。毛坯的體積是根據變形前后的體積不變定律計算，經計算確定毛坯直徑為12 mm，長度為27mm。
2．3坯料的軟化處理
小齒輪件的材料為40Cr，其供應狀態強度高、變形抗力大、塑性較差且有加工硬化存在。加工前要對坯料進行充分的軟化處理，降低變形抗力，提高塑性，以滿足冷擠壓成形工藝。退火處理過程如圖3所示。經退火處理后，材料硬度達到150～163HBS。