空心齿轮作为汽车传动系统中的重要零件,近几年随着汽车行业的迅猛发展,需求量与日俱增,其制造精度和成本直接受齿轮空心坯质量和生产效率的影响。目前,齿轮空心坯主要采用传统的机加工方法,已经不能满足大批量生产的需求,而冷挤压成形技术作为一种先进的加工方法,不仅能够提高生产效率,满足市场大批量生产需求,而且材料利用率高,可较大程度降低齿轮的制造成本,提高产品的竞争力,在齿轮空心坯的成形加工中逐步得到了应用。目前,齿轮空心坯冷挤压成形技术主要在产品质量和模具强度两方面存在问题。产品质量方面,下凸模弯曲变形导致了挤压件内孔与外圆的同心度较低,坯料端面不平引了挤压件口部发生畸变;模具强度方面,凸模过渡区因应力集中而出现裂纹,甚至断裂。这两个方面的问题均造成齿轮空心坯难以大批量生产。针对以上问题,本文以载重汽车轮边减速器齿轮空心坯作为研究对象,根据其结构特点,对正挤、反挤、复合挤三种工艺方案进行了分析,确定了齿轮空心坯正挤压工艺方案,建立了相应的有限元模型;借助Deform-2D有限元软件,模拟了普通正挤压工艺方案,通过对齿轮空心坯成形质量和下凸模强度的分析,提出了采用浮动定位套进行冷挤压成形的方法,数值模拟结果显示,采用该方法可以解决齿轮空心坯同心度低和下凸模断裂问题;研究了锥顶角大小、工作带长度、过渡区圆角半径和摩擦系数等主要工艺参数及其交互作用对下凸模等效应力的影响规律,并采用正交试验方法对各主要工艺参数进行优化,确定了最佳工艺参数组合。根据模拟结果,分别进行了普通正挤压工艺试验和浮动定位套冷挤压工艺试验,试验结果表明:采用浮动定位套冷挤压成形方法能够提高挤压件同心度,下凸模反复挤压多次也未发生断裂。试验结果与模拟结果基本相同,验证了浮动定位套冷挤压成形方法的可行性。