副標(biāo)題#e#    0 引言
    錐齒輪精鍛工藝是指模鍛齒輪時(shí)輪齒直接被鍛出，齒面不再進(jìn)行切削加工的精密模鍛工藝。錐齒輪廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、拖拉機(jī)、摩托車(chē)、坦克等的差速器中，應(yīng)用面廣，需求量大。用傳統(tǒng)機(jī)械切削方式生產(chǎn)錐齒輪，速度慢、效率低、精度差。錐齒輪的熱精鍛成形技術(shù)已基本成熟，但在冷鍛閉式成形技術(shù)方面，還有待進(jìn)一步地改進(jìn)和提高，采用冷精鍛方法成形零件，可節(jié)約原材料，提高零件的力學(xué)性能，并能獲得理想尺寸精度和表面粗糙度的制件，是一種高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低消耗的工藝技術(shù)，其經(jīng)濟(jì)效益十分可觀?。但也存在變形抗力大，對(duì)模具和設(shè)備要求較高等問(wèn)題。因此對(duì)錐齒輪冷精鍛工藝及模具進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析十分必要的。
    三維CAD系統(tǒng)有較好的造型工具，能實(shí)現(xiàn)"自頂向底"和"自底向頂"等設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)裝配等復(fù)雜設(shè)計(jì)過(guò)程，使設(shè)計(jì)更加符合實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程；三維造型系統(tǒng)能方便地與CAE系統(tǒng)相連，進(jìn)行仿真分析；能提供數(shù)控加工所需的信息，實(shí)現(xiàn)CAD／CAE／CAPP／CAM的集成。基于三維CAD系統(tǒng)這些優(yōu)點(diǎn)，本文利用SolidWorks三維設(shè)計(jì)軟件來(lái)完成錐齒輪及其模具的設(shè)計(jì)。
    l 錐齒輪精鍛成形工藝
    冷精鍛是隨著汽車(chē)工業(yè)而迅速發(fā)展起來(lái)的一種凈成形工藝。精鍛錐齒輪有連續(xù)的沿齒廓合理分布的金屬流線(xiàn)和致密的組織，輪齒的強(qiáng)度、齒面的耐磨能力、熱處理變形量和嚙合噪聲等都比切削齒輪的加工優(yōu)越。齒輪材料為中高強(qiáng)度合金鋼20Cr，其供應(yīng)狀態(tài)強(qiáng)度高、變形抗力大、塑性較差，存在加工硬化現(xiàn)象，難以進(jìn)行大變形量的冷模鍛成形。但若對(duì)毛坯進(jìn)行充分軟化退火處理，就可降低變形抗力和提高材料塑性指標(biāo)。精鍛錐齒輪的強(qiáng)度和抗彎疲勞壽命提高，熱處理變形減少，生產(chǎn)成本降低。綜上分析，決定采用冷鍛成形工藝。其工藝過(guò)程為：下料一退火葉冷鍛一精加工一檢驗(yàn)一入庫(kù)。冷鍛成形前，要對(duì)坯料進(jìn)行軟化處理，在各道工序之間要進(jìn)行退火處理，在冷鍛前進(jìn)行磷化處理。
    2 模具設(shè)計(jì)
    2．1 鍛件
    根據(jù)錐齒輪零件圖及冷模鍛工藝的基本要求，設(shè)計(jì)了齒輪鍛件。分模面的位置選擇在零件最大的外徑處。在保證有效齒長(zhǎng)的前提下，錐齒輪的大端留有冷鍛成形工藝自然形成的過(guò)度圓角，如圖1所示。
    

    精鍛錐齒輪的模具型腔都是曲面造型，形狀比較復(fù)雜，為快速準(zhǔn)確獲得高質(zhì)量的曲面形狀，選用三維造型軟件SolidWorks來(lái)完成模具和坯料的幾何模型設(shè)計(jì)。由于錐齒輪的理論齒廓曲線(xiàn)為球面漸開(kāi)線(xiàn)，不能展開(kāi)成平面，給錐齒輪的三維造型帶來(lái)極大困難。本文從背錐理論出發(fā)，結(jié)合漸開(kāi)線(xiàn)方程和繪圖軟件中的造型命令，最大限度地實(shí)現(xiàn)了錐齒輪的真實(shí)三維造型，圖2所示為錐齒輪零件的三維造型。圖3所示為利用SolidWorks軟件中的分型面、分型線(xiàn)等命令設(shè)計(jì)的錐齒輪成形模具，同時(shí)為錐齒輪工藝的數(shù)值模擬分析作準(zhǔn)備。
    2．2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    錐齒輪精鍛模具的工作條件極其惡劣，因而對(duì)模具精度、強(qiáng)度、剛度以及壽命提出了更高的要求。模具的裝配圖如圖4所示，其工作過(guò)程如下。用于普通液壓機(jī)上對(duì)工件進(jìn)行閉式模鍛成形。工作時(shí)將毛坯放入
    

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