图1 用于Belarus品牌拖拉机差动直齿锥齿轮制造的摆
锻设备在瑞士Jona市Heinrich Schmid AG公司安装调试
和以前昂贵的大体积成形和切削加工方法相比，摇摆锻与热锻压组合法拥有明显的优势，表面质量也有所改善。瑞士Heinrich Schmid AG公司自1980年以来研制并生产了压力从300~800t的各种规格的摇摆压力机。
Minsker拖拉机制造厂凭借其Belarus品牌已成为世界上最大的拖拉机制造厂之一。最近，该公司对拖拉机的差动直齿锥齿轮的制造进行了自动化改造，并做了彻底更新。现在该公司用新型摇摆压力机加工两套变速系列的直齿锥齿轮，过去这种齿轮是以切削方法制造的。摇摆压力机的最大压力为400t，和一套自动装卸的操作设备一起供货。此外，该订单包还包括两套直齿锥齿轮所对应的应用研发，所需工具的研发、制造，在瑞士的组装、调试，以及在MiNSKer的安装、调试和投产等部分。
现代化生产
这批订单属于MiNSKer拖拉机厂的综合现代化改造项目，该厂打算将部分已有40年历史之久的设备改造到最新的技术水平上。负责该项目整个物流管理的是Swiss Trading小组。
Belarus是MiNSKer拖拉机厂的拖拉机品牌，这家企业建立于1946年，是世界上最大的拖拉机制造厂之一，制造的拖拉机共有四个系列。型号包括6~12马力（1马力=735.499W，下同）的微型拖拉机，20~35马力的小型拖拉机，50~150马力的多功能拖拉机（这种拖拉机可以用于水稻种植），以及155~300马力的大型多用途拖拉机和索引车。
对于两个中型的拖拉机系列，该公司将用新型摇摆压力机制造差动直齿锥齿轮。每台拖拉机上要安装六套直齿锥齿轮、两套差速器侧齿轮和四套较小的差速器小锥齿轮。如许多国营企业一样，从传统角度来看Belarus的加工深度一直很高，几乎达到了100%。如差动直齿锥齿轮迄今为止仍然是该公司自己加工制造。
通过锻压和摆动达到最终形状
所谓Revacycle齿轮就是采用铣削与拉削方法在这些旧机器上制造的。坯件的切削需要花费大量的时间，而表面质量也不能符合质量要求。此外，材料成本也比使用摆动成形法高出70%以上。而在原材料价格居高不下的今天，这些多出的成本就不再顺理成章了。
通过将简单的热锻压和后面紧接着的摆动相结合，可以将两种方法的优点最充分地发挥出来，因而可以达到更加有利的工艺过程，同时又可以改善最终结果。直齿锥齿轮的坯件趁热锻压后，可以达到最终形状的65%左右。在摆动操作中，以冷成形达到最终轮廓，齿轮也就达到了最终形状。Heinrich Schmid AG公司生成了制造齿的设计参数，确定了对锻压坯件的给定参数（见图1）。首先铣削样品件，以检验并保证其功能性。Belarus品牌产品在前期向外壳形状，以及需要传送的扭矩提出了给定参数，这些参数基本上与原来的零件的参数相符。
同切削相比，摆动锻压达到的抗断裂强度高出了30%，弯曲疲劳强度提高了约40%。DIN 3965的齿轮啮合精度达到了IT8级的公差质量，而切削加工时仅为IT9级。与切削相比，摆锻加工的费用仅为80%，而表面质量得到了大幅提高，摆锻的表面质量Ra=0.3，而切削的表面质量Ra=2.0。这里的前提是，锻压过程按规定的质量提供坯件。
图2 安装在摆动压力机后面的操作设备负责零件的自动装卸
经过锻造加工的坯件是由锻压厂提供并做过润滑的。锻件经过安装在机械后面的自动传送装置传送过来（见图2）。当坯件运送到机械上时，通过提升机提高到加工高度（见图3、4）。这样坯件就克服了60mm的高度差，然后再放进模具里。此后，每分钟可摆锻6~10个零件。该公司已将年产量初步定为约60万件差动直齿锥齿轮，并考虑到将其扩大到其他的型号上。nextpage
图3 锻压坯件自动送料
可直接使用的齿轮
相对摆动技术的一种不为人所知的技术是冷成形技术，在使用这种方法时，成形力始终只作用于工件的部分表面上。当下模将坯件顶压到上模里时，上模会按照一定的摆角围绕摆动轴线做圆形摇摆运动，摆角的大小约在0~2。
材料近似于被“轧进”模里，因而力始终只是作用于工件的部分表面上。因此，摩擦力比在流动冲压时小得多，材料在没有很大阻力的情况下发生径向流动。这样，出现的最大应力只是稍微超过了工件的流动张力而已。
图4 摆锻过程之前的锻压坯件
由于接触面较小，有利于摩擦，因而所需要的成形力比流动冲压时要小十几倍。尽管如此，通过上模的摆动运动，仍然可以绝对无裂纹地达到极大的成形率。使用类似的流动冲压时，模具表面上的摩擦使材料的径向流动变得非常困难。
表面挤压应力在工件的中心处最大，越向边缘越小。摩擦力越大，最大应力也越大。在传统的流动冲压时，这种应力可以达到流动张力的很多倍。由于制造阴模并不需要太大的花费，因而摆锻在小批量加工时也是具有优势的。
摆锻技术适合用于所有旋转对称的零件，如法兰盘、耦合件和锥齿轮等。这种技术主要是汽车零件供应商使用，但是它仍有更大的应用领域。
多次摆锻运动
因为方法和机械的构造所致，摆动辗压是一种单级成形法。压力冲头的一个冲程只执行一个成形级，但这个成形是经过若干个摇摆运动周期实现的。在室温下通过摇摆达到无振动成形，然后在附近进行切削的后续加工。用一个溜槽将差动直齿锥齿轮传送出去，然后再按照尺寸翻转到背面，打孔、拉削，最后再淬火硬化，齿轮本身在摆锻之后即可使用。
随着差动直齿锥齿轮采用了新型的生产技术，可以看出对自动化改造的一个明显的推动作用。瑞士Heinrich Schmid AG公司对这个项目，以及项目的落实也非常满意。特别是齿的设计和结构，以及模具的制造，全部出自同一公司，有助于整个项目的迅速实现。
这家白俄罗斯企业拥有约4万名员工，每年制造4~6万台拖拉机，销往世界上60多个国家。因传统所致，大部分农业机械销往前东欧集团国家和亚洲。不过，越来越大的全球化市场，使MiNSKer一方面扩大了销售市场，但另一方面也感到了越来越大的自动化改造的压力。
