齿轮是现代工业大量使用的零件,本文就是讨论齿轮的自由锻生产。自由锻能进行的工序很多,可分为基本工序、辅助工序、及精整工序三大类。它的基本工序是使金属产生一定程度的塑性变形以达到所需的形状和尺寸的工艺过程,如敏粗,拔长、冲孔、弯曲、切割、扭转及错移等工序。
根据零件图的基本图样,结合自由锻工艺特点考虑余块、锻件余量和锻造公差等因素绘制锻件图。
(1)坯料质量的计算
运料质量m胚=m锻+m烧+m头+m芯
(2)坯料尺寸确定
坯料尺寸与锻件成型工序有关,由于齿轮是饼块类或空心类锻件,用敏粗工序锻造时,为了避免徽弯,应使坯料高度H不超过直径D的2.5倍,即还料高径比H/D不超过2.5。为了在截料时便于操作,毛坯高度h不仅应小于2.5D,即高径比还应大于1.25即1.25D
齿轮的锻造,根据其横向尺寸大于或近于高度的特点一般以敏粗为主,当锻件有凸肩时,可按凸肩尺寸选垫环敏粗或局部镦粗。若锻件孔需冲出还需采取冲孔。之后进行扩孔和端面平整工序。
采用经验类比法锻锤吨位可按照下式计算
镦粗时
G=(0.002-0.0003)kF
k—与钢材强度极限有关的系数
F—坯料横截面面积
(1).确定锻造的温度范围
各类合金钢的锻造温度范围可以从表中查出,基本的原则是确保钢在锻造温度范围内具有良好的塑性和较低的变形抗力,能够锻造出优质锻件,且较宽的锻造温度范围和较少的加热次数,以及较高的生产率。
(2)确定加热及冷却范围
对于导热性好,直径小于150~200mm的碳素结构钢小件,采用一般加热规范,一般高温装炉,炉温控制在1300℃~1350℃。当坯料加热至始锻温度后,立即出炉锻造。
(3).确定冷却方法及规范根据要求选择空冷、坑冷或炉冷。中小型碳钢和低合金钢锻后均采取冷却速度较快的空冷方法。碳素工具钢、合金工具钢及轴承钢,锻后先空冷鼓风或喷雾等快速冷到200℃,然后把锻件放入坑中或炉中缓冷。