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[摘 要]本文首先介绍了对锻造的绘制图设计与绘制以及对锻件进行测量的方法，然后分析了齿轮件工艺的锻造时的基本流程，最后对齿轮件锻造时的温度以及自由锻设备进行研究。
[关键詞]齿轮件 镦粗 自由锻
中图分类号：TK82 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）16-0014-01
1.前言
因为许多厂家都会定制比较小的尺寸的零件如齿轮件，制作齿轮件的原材料是45钢，而这次的制作就是采用了自由锻造的工艺进行制作，下面针对这个工艺流程进行研究。
2.锻件工艺的前期工作以及锻件流程
2.1 锻件工艺的前期工作
（1）设计、绘制锻件图
通过压力把金属的状态转换成为另一种外形并靠近零件毛坯大小的流程被称为锻造。在对金属材料进行锻造时，不仅可以获得制造零件的尺寸，还能够改变内部的组织结构，使力能得到提升。在对齿轮的图纸进行绘制时，应当考虑到齿轮的模数、分度圆的直径、齿顶高以及齿顶圆形的准确数值。
在锻造时，为了使锻件的外形更容易被锻造出来，对零件上的狭小的孔、凹槽等难锻造的位置，不考虑立即锻出，而是运用冲孔的技术进行完善，把这些不易于锻造的位置都一一在图纸上呈现出来即可。
（2）变形工序以及工序的尺寸设定方法
在进行变形工序设计时，应当涉猎的是大端外圆的直径和高度、小端外圆直径、小孔的直径和高度、小端外圆直径和内孔直径的比例。并且设计了锻造齿轮件的工艺流程是，先从下料开始，再进行镦粗，随后把那些零件上的狭小的凹槽以及孔进行冲孔和冲子扩孔，最后在对整个零件进行整修。
（3）计算坯料的尺寸
在对坯料的尺寸进行计算时，把坯料的体积设置为V0，其中包含了锻件的体积V锻和V心冲孔芯料的体积，最后要把煅烧损毁的体积都要表示上，所以公式就如下：V0=（V锻+V心）（1+δ）
通过这个公式，就可以把坯料的尺寸计算出来。而值得注意的毛坯零件的高度直接影响着冲孔芯料的厚度，所以把冲孔毛坯高度设置为H孔，则冲孔芯直径为H心，那么V心的体积计算公式则为。
在加热设备进行选取时用的是感应加热，所以材质的损耗较小，通常都取损耗率为0.5%，所以坯料的体积计算公式则是为：V0=（V锻+V心）（1+0.5%）
在镦粗这个工序中，坯料的直径设为D0，在设置时系数为1，则计算公式为：
2.2 齿轮锻件的基本流程
（1）镦粗
这里采用的是平砧镦粗的方法，镦粗后坯料呈现出现的是鼓形，在锻件带有单面凸肩时，应当采用垫环镦粗的方式，在进行垫环镦粗时，应当把凸肩的比例设置好。在进行平砧镦粗后再进行垫环镦粗好处就是能够使垫环的内径正好容纳下平砧镦粗后的锻件。
（2）冲孔和扩孔
在对齿轮件进行锻造的过程中，应当采取两面冲孔的方法，首先是用实心的冲子进行轻微的冲击，不过应当保证冲孔的位置要没有偏斜；其次在把冲好的浅孔中撒下煤粉后在进行较大力度的冲孔作业，直到冲孔的深入到锻件的2/3时才停止；最后把毛坯齿轮件反过来，把冲子放在已经有黑色印子的地方，快速的把芯料冲出，这样整个孔就完全打通。在冲孔的环节中，局部加载坯料会导致整个齿轮件改变形状，使其变矮，直径增大许多。为了能够保证冲孔芯料的损失降到最小，所以冲孔芯料直径相对要小，与此同时应当降低扩孔的次数。
扩孔时应当采取有锥度的冲子进行扩孔，如图1所示是扩孔的流程。
在扩孔时，值得注意的是一次的扩孔量应当在25毫米到30毫米之间。
（3）整修锻件
对锻件进行整修时，应当在芯轴上套上锻件，轻微的对锻件的圆柱进行锤击施压，这样就会降低或者祛除锻件上鼓起的程度，使锻件能够真正达到所需的尺寸。整修锻件虽然看起来非常简单，但执行起来确实稍微有些难度，这就需要整修人员要有技巧，且捶打的力度要适中。
3.自由锻造工艺的研究
3.1 锻造工艺的温度确定
通常情况下对齿轮件进行锻造是温度越高塑造的零件越好，不过不能忘记温度高会造成过热或者过烧。因此在加热时，应当注意到45钢的温度应当比铁碳平衡图所煅烧时少150至250度。为了使金属塑形良好的同时，又能保证里面的组织性能极佳，终端煅烧温度应当在25至75度以上。
3.2下料的方式
下料时有很多的方法，但是传统下料方式却有质量低、断口设置不均衡、坯料精度低长度不一等缺点，所以现在运用了GZ4025型的卧式带锯设备进行下料，它有精度高、小耗电量、切口损失小、生产率相对较高的优点。
3.3加热设施的选取
火焰加热和电加热是加热的两种方式，现在运用的比较多的是电加热法，在对齿轮件进行锻造时使用了感应加热的方式。它的特点是：工件不容易变形、小的耗电量、加热迅速、保证工件的质量、抗氧化、材质不易烧损。在进行感应加热时，应预防零件加工时过烧或者过热。因此在加热时应当对加热设施的输入功率进行控制，什么样工件都应当对应什么样的输入功率。
3.4自由锻设施吨位的选取
齿轮件所需的力能大小决定着自由锻设施的吨位选取。锻造的零件的大小、零件是否复杂、锻造零件的材质和力能数据有着莫大的关系。因此，在运用中小型锻造设备时，应当考虑把经验数据和公式来选取设备的吨位。制作齿轮时把45钢作为材料，选择设备的吨位时，应当从《自由锻锤锻造能力表》中查询得到，根据齿轮件的情况，可以选择0.75吨的空气锤。
4.结论
所谓的自由锻就是把坯料进行加热后达到一定的锻造温度，再通过人来借着锻压设施和工具来获得齿轮件的方法。再本文中研究较为常见的齿轮件的制作流程，为相似产品的煅烧提供了有力的理论和实际基础。
参考文献
[1] 胡亚民，华林主编.锻造工艺过程及模具设计[M].北京大学出版社，2012：123-124.
[2] 韩鹏彪等编写，周大隽主编.锻压技术数据手册[M].机械工业出版社，2013：156-157.
[关键詞]齿轮件 镦粗 自由锻
中图分类号：TK82 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）16-0014-01
1.前言
因为许多厂家都会定制比较小的尺寸的零件如齿轮件，制作齿轮件的原材料是45钢，而这次的制作就是采用了自由锻造的工艺进行制作，下面针对这个工艺流程进行研究。
2.锻件工艺的前期工作以及锻件流程
2.1 锻件工艺的前期工作
（1）设计、绘制锻件图
通过压力把金属的状态转换成为另一种外形并靠近零件毛坯大小的流程被称为锻造。在对金属材料进行锻造时，不仅可以获得制造零件的尺寸，还能够改变内部的组织结构，使力能得到提升。在对齿轮的图纸进行绘制时，应当考虑到齿轮的模数、分度圆的直径、齿顶高以及齿顶圆形的准确数值。
在锻造时，为了使锻件的外形更容易被锻造出来，对零件上的狭小的孔、凹槽等难锻造的位置，不考虑立即锻出，而是运用冲孔的技术进行完善，把这些不易于锻造的位置都一一在图纸上呈现出来即可。
（2）变形工序以及工序的尺寸设定方法
在进行变形工序设计时，应当涉猎的是大端外圆的直径和高度、小端外圆直径、小孔的直径和高度、小端外圆直径和内孔直径的比例。并且设计了锻造齿轮件的工艺流程是，先从下料开始，再进行镦粗，随后把那些零件上的狭小的凹槽以及孔进行冲孔和冲子扩孔，最后在对整个零件进行整修。
（3）计算坯料的尺寸
在对坯料的尺寸进行计算时，把坯料的体积设置为V0，其中包含了锻件的体积V锻和V心冲孔芯料的体积，最后要把煅烧损毁的体积都要表示上，所以公式就如下：V0=（V锻+V心）（1+δ）
通过这个公式，就可以把坯料的尺寸计算出来。而值得注意的毛坯零件的高度直接影响着冲孔芯料的厚度，所以把冲孔毛坯高度设置为H孔，则冲孔芯直径为H心，那么V心的体积计算公式则为。
在加热设备进行选取时用的是感应加热，所以材质的损耗较小，通常都取损耗率为0.5%，所以坯料的体积计算公式则是为：V0=（V锻+V心）（1+0.5%）
在镦粗这个工序中，坯料的直径设为D0，在设置时系数为1，则计算公式为：
2.2 齿轮锻件的基本流程
（1）镦粗
这里采用的是平砧镦粗的方法，镦粗后坯料呈现出现的是鼓形，在锻件带有单面凸肩时，应当采用垫环镦粗的方式，在进行垫环镦粗时，应当把凸肩的比例设置好。在进行平砧镦粗后再进行垫环镦粗好处就是能够使垫环的内径正好容纳下平砧镦粗后的锻件。
（2）冲孔和扩孔
在对齿轮件进行锻造的过程中，应当采取两面冲孔的方法，首先是用实心的冲子进行轻微的冲击，不过应当保证冲孔的位置要没有偏斜；其次在把冲好的浅孔中撒下煤粉后在进行较大力度的冲孔作业，直到冲孔的深入到锻件的2/3时才停止；最后把毛坯齿轮件反过来，把冲子放在已经有黑色印子的地方，快速的把芯料冲出，这样整个孔就完全打通。在冲孔的环节中，局部加载坯料会导致整个齿轮件改变形状，使其变矮，直径增大许多。为了能够保证冲孔芯料的损失降到最小，所以冲孔芯料直径相对要小，与此同时应当降低扩孔的次数。
扩孔时应当采取有锥度的冲子进行扩孔，如图1所示是扩孔的流程。
在扩孔时，值得注意的是一次的扩孔量应当在25毫米到30毫米之间。
（3）整修锻件
对锻件进行整修时，应当在芯轴上套上锻件，轻微的对锻件的圆柱进行锤击施压，这样就会降低或者祛除锻件上鼓起的程度，使锻件能够真正达到所需的尺寸。整修锻件虽然看起来非常简单，但执行起来确实稍微有些难度，这就需要整修人员要有技巧，且捶打的力度要适中。
3.自由锻造工艺的研究
3.1 锻造工艺的温度确定
通常情况下对齿轮件进行锻造是温度越高塑造的零件越好，不过不能忘记温度高会造成过热或者过烧。因此在加热时，应当注意到45钢的温度应当比铁碳平衡图所煅烧时少150至250度。为了使金属塑形良好的同时，又能保证里面的组织性能极佳，终端煅烧温度应当在25至75度以上。
3.2下料的方式
下料时有很多的方法，但是传统下料方式却有质量低、断口设置不均衡、坯料精度低长度不一等缺点，所以现在运用了GZ4025型的卧式带锯设备进行下料，它有精度高、小耗电量、切口损失小、生产率相对较高的优点。
3.3加热设施的选取
火焰加热和电加热是加热的两种方式，现在运用的比较多的是电加热法，在对齿轮件进行锻造时使用了感应加热的方式。它的特点是：工件不容易变形、小的耗电量、加热迅速、保证工件的质量、抗氧化、材质不易烧损。在进行感应加热时，应预防零件加工时过烧或者过热。因此在加热时应当对加热设施的输入功率进行控制，什么样工件都应当对应什么样的输入功率。
3.4自由锻设施吨位的选取
齿轮件所需的力能大小决定着自由锻设施的吨位选取。锻造的零件的大小、零件是否复杂、锻造零件的材质和力能数据有着莫大的关系。因此，在运用中小型锻造设备时，应当考虑把经验数据和公式来选取设备的吨位。制作齿轮时把45钢作为材料，选择设备的吨位时，应当从《自由锻锤锻造能力表》中查询得到，根据齿轮件的情况，可以选择0.75吨的空气锤。
4.结论
所谓的自由锻就是把坯料进行加热后达到一定的锻造温度，再通过人来借着锻压设施和工具来获得齿轮件的方法。再本文中研究较为常见的齿轮件的制作流程，为相似产品的煅烧提供了有力的理论和实际基础。
参考文献
[1] 胡亚民，华林主编.锻造工艺过程及模具设计[M].北京大学出版社，2012：123-124.
[2] 韩鹏彪等编写，周大隽主编.锻压技术数据手册[M].机械工业出版社，2013：156-157.