副箱驱动齿轮类零件锻造模具寿命提升

文／邵利芳，党军·陕西法士特齿轮有限责任公司

副箱驱动齿轮类零件因为厚度厚、壁薄的特点，使得相应的锻造模具型腔也比较深且型腔壁较薄，成形过程中极易在模具壁薄处产生破裂问题，造成模具寿命不高，锻件成本居高不下。

图1 为我公司设计的某副箱驱动齿轮示意图，该齿轮锻件外径为φ140mm，总厚度91.6mm。该类直径小、厚度厚、形状类似法兰盘的零件，其模具寿命不高一直是困扰我们的问题。

锻造工艺探讨

原有工艺

一般情况下，针对副箱驱动齿轮类零件，开式模锻是其最广泛使用的模锻方法，这种方法的优点在于模具壁厚，锻件有充裕的坯料可以充满各个圆角，飞边对模具受力起到缓冲作用，保证了模具寿命，但是其飞边材料损耗为锻件重量的10%～50%，平均约为30%，而材料费占模锻件成本的60%～70%，所以我们将此类锻件改为闭式生产。

原因分析

闭式模锻是坯料在封闭型槽内以镦粗或挤压的方式变形成锻件的。同开式模锻相比，闭式模锻最后成形部分必须靠模壁封住坯料进行内部充满，这对模壁强度要求比较高。在以前设计时只考虑锻件型腔，对模壁强度考虑不足，但是对于图2 红色标记所示部位需要充满，在坯料接触外壁后必须继续下压模具，导致模具受力过大，锻件模壁薄弱处，特别是根部圆角(图3）在成形后期受力过大破裂。

改善后的闭式热模锻工艺

为了提高模具寿命，针对此类法兰类薄壁锻件，我们统一考虑更改模具结构，将模具整体结构更改成分体结构，同时调整模具设计思路。……