【作 者】栗慧博;張如華;余洪;易雄;歐陽經(jīng)政;曹傳亮

　　 【引 言】

　　按照成形步驟，從動曲齒錐齒輪精密成形可分為一步成形和分步成形。一步成形工藝［1－4］存在的主要不足是輪齒小端角隅容易欠充滿、成形力大，如劉華偉［5］利用浮動凹模結(jié)構(gòu)在一定程度上減小了成形載荷，但仍不能避免成形末期載荷陡增; 而分步成形為改善鍛造流線分布、改善輪齒填充效果、減少氧化皮殘留以及提高模具壽命提供了空間，GAOZS等［6］通過預(yù)成形控制齒輪形狀然后終成形，成形載荷減小，且齒輪填充更飽滿。擴腔 ( 隅) 成形［7－11］可解決直/斜齒圓柱齒輪精密成形中存在的輪齒角隅容易欠充滿和成形力過大的問題，但模具作用/運動方向與變形金屬表面夾角較小或近似相切。針對從動曲齒錐齒輪的精密成形，本文提出一種采用 “外閉 － 內(nèi)開”式模具，從環(huán)形坯料起步，先擴隅預(yù)成形再終成形的工藝，即預(yù)成形的齒模模腔在降低齒高和增大過渡圓角的同時，還在齒模小端設(shè)置擴隅空間，便于較多金屬流至接近小端，得到小端坯料體積足夠但形狀欠規(guī)整(金屬與齒模非完全貼合)的預(yù)成形件; 終成形時，不僅使得齒高增大、過渡圓角減小，還對不規(guī)整的小端進行了整形，最終得到齒形完整的精密成形件。這種情況下，模具作用/運動方向與變形金屬表面夾角較大或近似正交，利用物理模擬對該方法進行了驗證。

　　 【結(jié) 論】

　　(1)采用 “擴隅預(yù)成形 + 終成形”工藝精密成形從動曲齒錐齒輪，在預(yù)成形齒模小端角隅設(shè)置擴隅空間，并優(yōu)選擴隅空間幾何參數(shù)，不僅可以優(yōu)先保證小端的填充質(zhì)量，而且終成形載荷較一步成形降低了 14. 3% ，進一步驗證了擴隅模具能有效降低成形力的結(jié)論，進而可以推論，有利于提高模具壽命。

　　(2)模具作用/運動方向與變形金屬表面夾角較大或近似正交的情況下，擴隅空間也有分流和儲備金屬作用，對于其他鍛件的模具設(shè)計具有借鑒意義。新工藝和模具有待于鋼件實際生產(chǎn)驗證。

　　以下是正文：