与一般锥齿轮比较,螺旋锥齿轮具备啮合性能更加优良、承载能力更高、传动效率更高等特有的优势。相比切削加工方法,精密塑性成形不仅材料利用率高、生产率高,并且具有连续分布的纤维组织,使得轮齿耐疲劳和耐磨性能更高。虽然已经有诸多研究者对螺旋锥齿轮精密成形进行了研究,但仍然存在成形力大、模具结构复杂、角隅填充欠饱满等缺陷。本文在借鉴“(齿形凸模)双向镦挤精密成形直齿圆柱齿轮”及“螺旋锥齿轮闭塞挤压”研究成果的基础上,以一种齿数为10、中点法向模数为3.338、中点螺旋角为50°的主动螺旋锥齿轮为研究对象,提出了一种无齿凸模双向镦挤精密成形新工艺。本文分析了主动螺旋锥齿轮镦挤成形工艺的特点及其在不同的镦挤成形方案中,预制坯料侧表面、端面所受摩擦力的不同。利用有限元模拟分析软件Deform-3D分别对带轴及无轴主动螺旋锥齿轮的单、双向镦挤成形过程进行了数值模拟研究,对成形力、载荷-行程曲线、等效应力、等效应变等信息进行了分析。结果表明,新工艺的成形过程能够划分为自由变形、充满、角隅充填3个阶段。对带轴主动螺旋锥齿轮来说,与单向镦挤比较,双向镦挤过程中载荷最高值降低了14%以上,等效应力在模具承受范围内,没有产生应力集中现象,材料流动性较好,无破坏现象;对无轴主动螺旋锥齿轮来说,无齿凸模双向镦挤在载荷方面明显较小。金属流动更加顺畅,齿型腔凹模更容易被充满。同时,无齿凸模及其对应的凹模结构简单、容易制造。为了验证数值模拟的可靠性,以纯铅为预制坯料进行了物理模拟实验。预制坯料的设计加工的关键是要保证圆台上、下两端圆柱高度一致。实验过程的关键是对凸模的运动量要进行精确的刻度标记,保证上、下凸模行程一致。通过多次物理实验,得到了齿廓清晰、充填饱满的无飞边铅质主动螺旋锥齿轮。本研究的不足之处是需要专门的制坯工序,对如何实现双向镦挤及锻件脱模考虑不够深入,未能完成生产用模具的整体结构设计。本研究对主动螺旋锥齿轮精密成形技术进行了一次探索,研究结果对主动螺旋锥齿轮高效、节能、节材的近净成形技术研究具有一定参考意义。