齿轮精锻
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- 齿轮精锻齿轮零件的精密锻造及模具设计
B. A. Behrens, D. Odening
德国汉诺威莱布尼兹综合大学研究所，
金属成型和金属成型机科研室
摘要：精密锻造技术是一种高性能、少飞边、近净形状成型的新型制造工艺。精密锻造的优点在于保证产品具备杰出的材料特性，减少了传统锻造的部分工艺过程，提高了材料的利用率。在锻造加工和的退火完全结束后，只有指定的工作表面需要被精加工。由于目前的机械与动力组件正向着高强度和轻量化的趋势发展，因此对工艺的标准和模具设计的尺寸精度的要求也在不断提高。目前，研究工作的重点是，在现有的工艺设计和模具设备的基础之上，通过校正工件设计的形状尺寸并选择合理的材料，来改善热锻过程中，锻件收缩所造成的不良影响。
关键词：体积成形，金属体积成形，近净成形，精密锻造。
1引言
加工行业的快速增长导致全球竞争激烈，因此成本压力也不断上升。科研和技术发展是技术制造的基本先决条件，拥有了高质量和低成本的生产就能占据市场。锻件具备优良的材质和组织结构。由于锻造过程中，金属材料的晶粒得到细化，并且完整的晶粒能很容易的填充到缩孔处，因此，锻件的机械和动力强度很高。锻件能量密度增加的同时，也向着轻量化的趋势发展。
德国是世界第二大锻件生产地。2006年锻件生产量达260万吨。其中模锻件就占140万吨。连同系统生产商，汽车行业使用的锻件占其总产量的80％ [1]。
一般而言，由铸造毛坯加工而成的零件，大多数看起来质量很好，但并不耐用，而且所含杂质较多。为了提高材料利用率，机加工像齿轮这种需要承受高应力的零件通常选用铸造的方法来生产。但铸件相对锻件的质量要差，所以铸后至少也需要简单的锻打一遍。精密锻造是一个新的制造工艺，它利用高压力，加工出近净形零件。精密锻造属于模锻，它能在闭式锻模内锻造出飞边少的锻件。在特殊情况下，精密锻件的制造公差可以达到IT7的精度 [1]。
图1是由莱布尼茨综合大学汉诺威（IFUM）的金属成型和金属成型机研究所制造出来的精锻制品。
图1：精密锻造零件
IFUM通过锻造齿轮零件，像锥齿轮，转向齿轮等来研究开发精密锻造工艺。相比传统的加工工艺，精密锻造的优势在于提高了材料利用率，大幅度简化了加工工序。锻造并退火处理之后，只要能对功能表面进行精加工，就能够保证产品的精度和质量。无需二次加工，并节省了一部分额外的退火工艺（图2）。...
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