汽車發動機螺旋傘齒輪熱鍛模具設計

中圖分類號：U464.13 文獻標識碼：A 文章編號：1003-8639（2025）06-0117-03

Design of HotForging Diesfor Spiral Bevel Gearsof Automotive Engi

WangYanxia，Lian Yingying，MengHua

（Shangqiu Instituteof Technology，School of Mechanical Engineering，Shangqiu 476ooo，China）

【Abstract】Based on the analysisof the designtheoryof spiral bevel gears forautomotive enginesand in combinationwith theactualrequirementsofcloseddieforgingprocesses，thisarticleselects thecompoundclosed die forming scheme.According tothemechanical propertiesof 45stelandthe materialpropertiesof hotworkingdie steel （4Cr5MoSiV1），The working condition parameters such as the preheating of the hot forging die （temperature 250‰ ）， the forging speed of the moving die（ 70mm/s ），and the friction coefficient（O.3）are proposed.The manufacturing of helical bevel gearsisachievedbydesigning thecompounddie structure（floating diecore，inner/outerringsof thetooth die）toincrease fluidityand improve molding accuracy，combining the use of pressure pads to reduce compressive stress and gray irondieseats to lower the manufacturing costofthe die，aplying thecompound ejection structure to solve the problemofdiejammingofforgings，andadoptingthecombineddieandspringreturntosolvetheflashproblem.It provides a reliable design theory and manufacturing basis for its high productivityand high surface quality offorgings.

【Key words】 spiral bevel gear；hot forging dies；closed die forging；compound ejection mechanism

近幾十年來，中國汽車行業取得了飛躍式的發展，“一帶一路”政策的實施和新能源汽車的普及，使得我國汽車產業的發展更加強勁，未來幾十年，將會迎來一個更加繁榮昌盛的時代。盡管一二線城市的汽車擁有量極為可觀，但三四線城市以及農村地區仍然存在巨大的發展潛力。汽車行業的迅猛增長也促進了汽車零部件制造商的迅猛崛起。隨著汽車發動機的重要性越來越高，螺旋傘齒輪作為關鍵零件的需求量不斷增加，質量也日益提高[2-3]。本設計主要設計螺旋傘齒輪復動閉式模具，以閉式模鍛的方法設計汽車發動機螺旋傘齒輪。在設計過程中，仔細研究齒輪坯的幾何形狀和承載能力，以最大限度地提升其綜合性能。

1工作模具設計

本鍛造模具設計的發動機螺旋傘齒輪，零件材料用的是45鋼，為碳素結構鋼，具有較好的塑性和沖擊韌性[4-5]，在常溫以及不同的溫度下具有較好的塑性，因此在對螺旋傘齒輪的鍛造成型進行模具設計前，需要對材料組成成分進行了解。模具材料采用熱作模具鋼（4Cr5MoSiV1）的參數為：碳 0.42%～ 0.50% ；模具初始硬度55HRC；模具預熱溫度 250^qC 動模運動速度 70mm/s ；剪切摩擦；摩擦系數0.3。力學性能：屈服強度大于 355MPa 。在鍛造高溫金屬時，模具預熱溫度在 200～300^°C ，模具預熱可以減少因溫度差異引起的熱應力，避免模具因組織應力不均勻，導致鍛件出現裂紋或變形。同時預熱能夠顯著降低金屬在鍛造過程中的黏滯性，從而改善其流動性，避免金屬表面過早冷卻和凝固，保持金屬的流動性和塑性。……