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精密锻造齿轮工艺分析及成本优化 【摘要】齿轮作为传递运动和动力的机械零件之一，广泛运用于航空、汽车、机床、通用机械等多个工业领域中，随着中国工业的迅速发展，对齿轮的精度以及性能要求越来越高，精密锻造齿轮以它的特有的优势越来越被关注。本文对精密锻造齿轮工艺进行了较为详细的分析，对其生产成本控制提出了优化措施，以期对齿轮精锻生产起到一定的促进作用。 【关键词】精密锻造 齿轮 工艺 成本控制 就实际生产而言，进行齿轮精密锻造的手段主要有三种，分别为热精锻、冷精锻和复合精锻。这三种工艺的原理、流程和设备均存在一定区别，对应的生产成本也不相同。因此，在实际生产中，需要结合实际的生产工艺，作出相应的成本优化控制。以便在强化齿轮精锻质量的同时提高生产经济效益。 一、精密锻造齿轮工艺分析 （一）热精锻 热精锻是精密锻造中的一种常用工艺，其具有塑性优良、变形抗力低等特点，比较容易成形复杂工件。利用热精锻的工艺进行齿轮制造，可以保证较为良好的表面质量。但一般需要对工件进行多次锻造，通常是“一火三锻”。所谓“一火三锻”，是指通过一次加热，连续进行镦粗、粗锻和精锻三道锻造工序。在进行热精锻时，合理的设备排布和流程安排是十分重要的。 首先，按照热精锻的工艺流程进行生产线与设备的排布。 其次，由于精密锻造齿轮采用 “一火三锻”的三道工序，齿轮需要在不同的设备之间转换，所以需优化各设备之间的布置与零件传输方式，以减少齿轮在锻造工序间的停留时间来防止齿轮在空气中暴露时间过长而引起的表面过度氧化，与此同时保证齿轮的终锻温度。 再次，需对操作人员的操作空间进行留余，确保各项锻造操作通畅、准确无误。 最后，需预留足够的设备搬运及维修空间，确保在设备产生异常故障时可以及时进行修理。 （二）冷精锻 冷精锻和热精锻比较，其最大的差别就是锻造是在室温条件下进行的，不需要对齿轮工件进行加热，也不需要防护齿轮加工时的表面氧化，有利于提高了齿轮的表面质量与尺寸精度。不仅如此，通过齿轮在冷精锻成形的加工硬化作用，（得到的齿轮工件，其形状和尺寸都更加容易控制，表面具有更高的精度，）大大提高齿轮的强度与力学性能。和热精锻相比，冷精锻成形省去了加热工件这一个环节，不仅在工序上实现了简化，也在设备上减少了投入。针对冷精锻的工艺特点，其锻造生产线与设备的布局需要注意一下几个方面。 第一，为了保证工件搬运，需对设备的横向尺寸进行控制，依照所需加工的齿轮尺寸合理布置各设备之间的距离。 第二，在对齿轮进行冷精锻的过程中，需要使用带导柱的导套模架，其目的在于对齿轮加工的精度进行严格控制。 第三，在齿轮精锻设备的纵向间距较大，且采取多行排列时，可以将设备进行背靠背设置，如此不仅可以节约空间，还可以方便换模设施的共用，可以有效提高换模效率。 最后，和热精锻一样，各个齿轮加工设备之间需要留有足够的搬运和维护检修空间，以确保齿轮精锻生产正常进行。 （三）复合精锻 复合精锻成形工艺由冷、温、热锻工艺进行组合共同完成工件锻造的工艺，能发挥冷、温、热锻的优点，摒弃其的部分缺点。真正实现了扬长避短。因此，在利用复合精锻工艺精密锻造齿轮时，各种设备及生产线排布可以综合热精锻、冷精锻以及温精锻这三种工艺的设备排布形式，遵循安全、节能、快速切换产品的原则，按照各自的工艺特点优化组合生产线与设备排布，）实现复合精锻设备的合理排布。 二、精密锻造齿轮成本优化 成本是各种生产活动中不得不考虑的重要事项，其直接关系到生产活动的经济效益。对精密锻造齿轮而言，成本控制不仅可以提升企业的经济效益，还有助于提高齿轮精锻的生产效率和质量。要实现成本优化，可以结合齿轮精锻的工艺流程进行。 首先，优化设备，控制设备成本。加工设备的加工精度和性能直接影响到齿轮精锻质量。因此，我们必须进一步探讨齿轮锻造的机理，利用现代化的分析手段，如计算机软件模拟与数值分析，对锻造压力机与模具进行技术革命，锻造出齿形上不需再后续精加工的精密齿轮，以提高材料利用率，减少齿轮的加工工序，更重要的是省去了高精度、高价格的专用设备。 其次，最紧缺的工艺是热处理，对精锻工艺进行优化。齿轮工件种类繁杂、尺寸各异，需要根据各种齿轮的实际特点合理设计精锻工艺流程。因此，对加工工艺进行优化，对存在的不足之处进行改进，对优势之处进行强化，全面提升各个精锻加工工艺的水平。比如复合精锻工艺就是综合了热、温、冷锻工艺的优点，是一种精密锻造齿轮较理想的工艺之一。 最后，加强操作人员素质。齿轮精锻质量和操作人员的基本素质密不可分，由于操作原因导致了废品率较高问题，也是增加企业成本的一大因素。因此，加强操作人员技能培训，强化其质量意识，切实降低废品率，以此实现成本优化控制。 三、结束语 精密锻造齿轮已成为齿轮制造业的发展趋势。研究人员从各个方面运用各种理论、技术手段和试验方法，对齿轮精密锻造