【作 者】李坤;趙升噸;張超;張大偉

　　【前 言】

　　力爭2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和，是黨中央作出的重大戰略決策，“雙碳”口標實現的技術創新也成為當前討論、研究的熱點?！p碳”口標的實現需要綠色制造業的發展，特別是在制造技術層面上進行創新[1-2]。

　　目前，復雜曲面齒形的制造工藝主要包括傳統的切削加工和塑性成形加工兩種形式，而我國大部分齒輪生產企業主要以切削加工為主[3]，且以滾齒加工方法為普遍采用的切削加工方式，如圖1所示。滾齒加工方法會切斷材料的纖維組織，降低零件性能，同時加工效率低、材料浪費嚴重[4]。齒輪的塑性成形加工方法中，常用的多齒軋制方法如圖2a所示，該方法主要適用于漸開線齒輪的加工，對于復雜曲面齒形零件，由于嚙合關系復雜不易確定，滾齒法便不再適用[5]；而圖2b所示的整體擠壓成形方法，由于擠壓力大，對設備要求很高，不能很好地適應綠色制造的發展理念[6]。

　　因此，本文針對復雜型面齒形的高效、高性能、綠色制造等問題，提出了單齒徑向鍛造成形復雜型面齒形新工藝，分別介紹了包覆式錘頭和單齒型錘頭的徑向鍛造方式，并應用Forge軟件對兩種成形方式進行了有限元仿真分析，探討了兩種不同徑向鍛造工藝成形復雜型面齒形的合理性，得到了可行的復雜型面齒形徑向鍛造近凈成形方法。

　　【結 論】

　　(1)傳統齒形成形工藝中的切削方法材料浪費嚴重，并且材料纖維組織被切斷而導致零件力學性能降低;而軋制、整體擠壓等塑性成形方法在成形大模數齒形時成形力太大，因此均不適用于大規格花鍵軸的成形。

　　(2)徑向鍛造工藝因其高頻率、小變形鍛造量的成形特點，成形力相比擠壓工藝小，較滾軋工藝更易鍛透心部，且可獲得內部組織良好、表面品質優良的鍛件。

　　(3)包覆式錘頭徑向鍛造齒形成形工藝存在四錘頭同時鍛打齒形充不滿，四瓣模具交界處模具發生干涉，交界處齒形發生畸變，若齒形充滿模具則分瓣模具退出時齒形被切掉等致命缺點，不能成形出完整合理的齒形。

　　(4)單齒型錘頭徑向鍛造成形工藝在成形過程中涉及頻繁啟停、精確分度、重復定位的要求，需要通過伺服控制系統來實現各項動作，且該工藝形式可有效成形出具有合理齒形的齒形件，模具退出不會切斷齒形。

　　以下是正文：