CN108746451A - 一种变速器齿轮结合齿倒锥精密成形模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属塑性成形领域，具体来讲涉及一种变速器齿轮结合齿倒锥精密成形模具。该成形模具包括上压套、压料杆、压料弹簧、下压套、挤压模具、压模板、压套复位弹簧、复位杆、模具复位弹簧和基座。所述压料杆和压料弹簧配合用于坯料的弹性限位以防止成形过程中坯料的上下浮动。下压套和齿形模具通过内棱锥面配合，实现压力方向的转换；此外齿形模与下压套或者齿形模具与基座通过导轨严格限制模具成形过程中的周向窜动；齿形模具在齿根或齿顶每1‑3个齿分割成一瓣。压套复位弹簧和模具复位弹簧用于保证成形完成后两者的及时复位。该模具具有倒锥成形精度高、模具导向精确、制造效率高等特点。

Description

一种变速器齿轮结合齿倒锥精密成形模具

技术领域

本发明涉及金属塑性成形领域，具体来讲涉及一种变速器齿轮结合齿倒锥精密成形模具。

背景技术

结合齿在变速器中是关键零件，其与齿套配合实现传动。为保证结合齿与齿套不滑脱，结合齿齿面被设计有一定夹角。

变速器齿轮结合齿目前的加工方式有以下三种，锻造无齿齿坯，然后切削加工成形；结合齿齿部为和主体分开加工，然后通过花键配合或者焊接成形；结合齿一体化精锻成形。前两种方法机加工结合齿时金属流线被切断，同时受插齿工艺退刀槽及焊接质量的影响，齿部强度大大减小，容易出现打齿，挂不上挡的情况，以上现象是整车运行过程中严重的安全隐患之一。

目前结合齿的一体化锻造已经可以实现，但是现有的倒锥成形模具具有设计复杂，装配困难，运行精度差，倒锥成形精度难以保证等缺点，不适用于结合齿倒锥的高精度大批量生产。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种结构简单、装配更容易、运行更准确、成形精度更高、生产效率更高的汽车变速器结合齿倒锥精密成形模具。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种变速器齿轮结合齿倒锥精密成形模具，所述成形模具包括上模和下模两部分；

所述上模部分用于实现坯料在竖直方向上的弹性限位以防止成形过程中坯料的上下浮动和挤压压力从上模到下模的传递；所述上模部分固定在压力机的上压板，并随着所述上压板移动；

所述下模部分，用于实现挤压压力由竖直方向到径向的转换，实现倒锥的成形和模具复位功能；所述下模部分设置在所述上模部分的垂直下方。

进一步，所述上模包括上压套、压料杆和压料弹簧；

所述上压套，用于安装所述压料杆和实现压力传递，所述上压套设置在下压套正上方，且与所述压力机的上压板固接；

所述压料杆，用于实现坯料在竖直方向上的固定，所述压料杆设置在所述上压套的内孔内；

所述压料弹簧，用于与所述压料杆配合用于防止成形过程中坯料的上下浮动，所述压料弹簧一端与所述压料杆固接。

进一步，所述下模部分包括下压套、齿形模具、压模板、压套复位弹簧、复位杆、模具复位弹簧和基座；

所述下压套，用于实现挤压力方向的转换以推动齿形模具运动，所述下压套设置在齿形模具的上方；

所述齿形模具，用于成形倒锥，所述齿形模具设置在基座的正上方与上模中心线对齐，沿中心线均匀放置；

所述压模板，用于固定所述齿形模具，所述压模板通过螺栓固定在所述基座的上端面上；

所述压套复位弹簧，用于所述下压套的复位，所述压套复位弹簧设置在所述压模板的盲孔内；

所述复位装置，用于所述齿形模具的复位，所述复位装置设置在位于所述齿形模具底部的中心位置所述基座的上端面上，所述复位装置的一端伸入到所述齿形模具下端内部；

所述基座，用于固定所述下压套，所述基座设置在所述齿形模具下方，中心线与齿形模具的中心线对齐。

进一步，所述齿形模具的齿形按照目标倒锥形状加工；所述齿形模具的外侧面加工成棱锥面，内侧面加工成圆锥面，锥面斜度均为8-12°；所述齿形模具沿着齿顶或者齿根分割成多个单元组成，每个所述单元由1-3个齿组成；分割后的扇形齿形模具瓣两侧加工出等宽的平行平面，每个所述单元分别设置在矩形滑槽内。

进一步，所述下压套内侧面为内棱锥面，棱锥面斜度为8-12°。

进一步，为实现所述齿形模具的周向限位，所述下压套的内棱锥面上均匀设置若干矩形滑槽；或者所述基座的上端面上设置所述矩形滑槽，所述矩形滑槽的形状和数量与所述配合的齿形模具的单元的形状和数量一致。

进一步，所述复位装置包括复位杆和复位弹簧，所述复位杆设置在位于所述基座中心位置的凹槽内，所述复位弹簧套接在所述复位杆上。

进一步，所述上压套与下压套接触面为平面，且上压套得内孔的内径略大于下压套棱锥孔上端最大内径。

本发明的有益技术效果：由于采用上述技术方案，本发明的成形模具的结构更简单，模具加工、安装、使用更便捷；更精确的模具运行导轨设计，能够保证模具径向运行准确；更多的模具齿数，只要齿形模具可以实现倒锥成形并且在复位过程中不破坏已经成形的倒锥，齿形模具最多可以每3个齿分割一瓣，这样大大减小了模具加工成本，增加了模具寿命；复位弹簧的使用使得模具在挤压完成后立即回复原位，省去了之前复杂的模具复位装置，提高了生产效率。

附图说明

图1为一种变速器齿轮结合齿倒锥精密成形模具的整体示意图；

图2为倒锥成形模具1齿形局部放大示意图；

图3为倒锥成形模具分1齿位置和分齿数量示意图；

图4为倒锥成形模具1齿形模具与压套配合示意图；

图5为倒锥成形模具2分齿位置和分齿数量示意图；

图6为倒锥成形模具2齿形模具与基座配合示意图；

图7为齿形模具的单元的结构示意图。

图中：

1.上压套、2.压料弹簧、3.压料杆、4.下压套、5.齿形模具、6.压模板、7.压套复位弹簧、8.复位杆、9.模具复位弹簧、10.基座。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

本发明一种变速器齿轮结合齿倒锥精密成形模具，所述成形模具包括上模和下模两部分；

所述上模部分用于实现坯料在竖直方向上的弹性固定以防止成形过程中坯料的上下浮动和挤压压力从上模到下模的传递；所述上模部分固定在压力机的上压板，并随着所述上压板移动；

所述下模部分，用于实现挤压压力由竖直方向到径向的转换，实现倒锥的成形和模具复位功能；所述下模部分设置在所述上模部分的垂直下方。

所述上模包括上压套、压料杆和压料弹簧；

所述上压套，用于安装所述压料杆和实现压力传递，所述上压套设置在下压套正上方，且与所述上压板固接；

所述压料杆，用于实现坯料在竖直方向上的固定，所述压料杆设置在所述上压套的内孔内；

所述压料弹簧，用于与所述压料杆配合用于防止成形过程中坯料的上下浮动，所述压料弹簧一端与所述压料杆固接。

下模部分包括下压套、齿形模具、压模板、压套复位弹簧、复位杆、模具复位弹簧和基座；

所述下压套，用于实现挤压力方向的转换以推动齿形模具运动，所述下压套内侧为内棱锥面，所述内棱锥面上均匀设有若干矩形滑槽；

所述齿形模具，用于成型，所述齿形模具由沿着齿顶或者齿根分割成多个单元组成，所述齿形模具设置在基座的正上方与上模中心线对齐，沿中心线均匀放置；每个所述单元由1-3个齿组成；分割后的扇形齿形模具瓣两侧加工出等宽的平行平面，每个所述单元分别设置所述矩形滑槽内，每个所述单元的齿形按照目标倒锥形状加工；

所述压模板，用于固定所述齿形模具，所述压模板通过螺栓固定在所述基座的上端面上；

所述压套复位弹簧，用于所述下压套的复位，所述压套复位弹簧设置在所述压模板的盲孔内；

所述复位装置，用于所述齿形模具的复位，所述复位装置设置在位于所述齿形模具底部的中心位置所述基座的上端面上，所述复位装置的一端伸入到所述齿形模具下端内部；

所述基座，用于固定所述下压套，所述基座设置在所述齿形模具下方，中心线与齿形模具的中心线对齐。

所述下压套内侧为内棱锥面；

所述基座的上端面上设有用放置所述齿形模具的若干滑轨，所述滑轨的数量与构成所述齿形模具的单元的数量一致。

所述下压套的内侧面棱锥面斜度为8-12°，所述齿形模具的外侧面和内侧面均为棱锥面，棱锥面斜度均为8-12°。

所述复位装置包括复位凸起、复位杆和复位弹簧，所述复位凸起固接在所述复位杆顶部，所述复位杆设置在位于所述基座中心位置的凹槽内，所述复位弹簧套接在所述复位杆上，所述复位凸起。

所述上压套与下压套接触面为平面，且上压套得内孔的内径略大于下压套棱锥孔上端最大内径。

本发明另一方案的变速器齿轮结合齿倒锥精密成形模具，所述成形模具包括上模和下模两部分；

所述上模部分用于实现坯料在竖直方向上的弹性固定以防止成形过程中坯料的上下浮动和挤压压力从上模到下模的传递；所述上模部分固定在压力机的上压板，并随着所述上压板移动；

所述下模部分，用于实现挤压压力由竖直方向到径向的转换，实现倒锥的成形和模具复位功能；所述下模部分设置在所述上模部分的垂直下方。

所述上模包括上压套、压料杆和压料弹簧；

所述上压套，用于安装所述压料杆和实现压力传递，所述上压套设置在下压套正上方，且与所述上压板固接；

所述压料杆，用于实现坯料在竖直方向上的固定，所述压料杆设置在所述上压套的内孔内；

所述压料弹簧，用于与所述压料杆配合用于防止成形过程中坯料的上下浮动，所述压料弹簧一端与所述压料杆固接。

述下模部分包括下压套、齿形模具、压模板、压套复位弹簧、复位杆、模具复位弹簧和基座；

所述下压套，用于实现挤压力方向的转换以推动齿形模具运动，所述下压套内侧为内棱锥面，所述内棱锥面不设置矩形滑槽；

所述齿形模具，用于成型，所述齿形模具由沿着齿顶或者齿根分割成多个单元组成，所述齿形模具设置在基座的正上方与上模中心线对齐，沿中心线均匀放置；每个所述单元由1-3个齿组成；分割后的扇形齿形模具瓣两侧加工出等宽的平行平面，每个所述单元分别设置所述矩形滑槽内，每个所述单元的齿形按照目标倒锥形状加工；

所述压模板，用于固定所述齿形模具，所述压模板通过螺栓固定在所述基座的上端面上；

所述压套复位弹簧，用于所述下压套的复位，所述压套复位弹簧设置在所述压模板的盲孔内；

所述复位装置，用于所述齿形模具的复位，所述复位装置设置在位于所述齿形模具底部的中心位置所述基座的上端面上，所述复位装置的一端伸入到所述齿形模具下端内部；

所述基座，用于固定所述下压套，所述基座设置在所述齿形模具下方，中心线与齿形模具的中心线对齐， 所述基座的上端面上设有用放置所述齿形模具的若干滑轨，所述滑轨的数量与构成所述齿形模具的单元的数量一致。

所述下压套的内侧面棱锥面斜度为8-12°，所述齿形模具的外侧面和内侧面均为棱锥面，棱锥面斜度均为8-12°。

所述复位装置包括复位凸起、复位杆和复位弹簧，所述复位凸起固接在所述复位杆顶部，所述复位杆设置在位于所述基座中心位置的凹槽内，所述复位弹簧套接在所述复位杆上，所述复位凸起。

所述上压套与下压套接触面为平面，且上压套得内孔的内径略大于下压套棱锥孔上端最大内径。

实施例：

汽车变速器齿轮结合齿倒锥精密成形模具，它包含上模和下模两部分。上模部分包括上压套1、压料杆3、压料弹簧2；上模固定在压力机上压板，并随其运动；压料杆3和压料弹簧2配合作用，实现对坯料的竖直方向固定。下模部分包括下压套4、齿形模具5、压模板6、压套复位弹簧7、复位杆8、模具复位弹簧9、基座10。上模与下模通过上压套1与下压套4接触；下压套4与齿形模具5通过斜平面接触实现压力方向由竖直方向转换为径向；齿形模具5通过导轨实现精确地径向压缩与回复。

如图2齿形模具5按照倒锥齿形加工，模具齿形上宽下窄；齿形模具5在齿根分割，分割方案为每3个齿一瓣的3份，每2个齿一瓣的12份，齿形模具的分布方案见图3；如图4，齿形模具5与下压套4通过斜平面接触，斜平面角度为10°，齿形模具5在侧面加工出矩形导轨与下压套4矩形滑槽间隙配合保证齿形模具5成形过程精确运行；齿形模具5内部加工出9°斜锥面与复位杆8接触实现成形完成后模具的复位。

如图4，下压套4被加工出斜平面，斜平面大小与齿形模具5斜平面等大反向。

模具复位杆8被加工出与齿形模具5内锥面角度等大方向相反的外锥面；模具复位杆8与模具复位弹簧9配合并通过和齿形模具5的锥面接触实现齿形模具5成形后回复原位。

压模板6被加工成与齿形模具5间隙配合，实现齿形模具5的周向限位；压模板6固定在基座10上；压模板6加工出4个盲孔用于存放压套复位弹簧7。

实例2：本次齿形模具2按照图5所示方式在模具齿顶分割，每1个齿分成一份。如图6，齿形模具底部加工出导轨并与矩形滑槽配合，实现齿形模具的准确运行。其他结构均与例1相同，在此不再赘述。

本文虽然已经给出了本发明的两个实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。

Claims (8)

1.一种变速器齿轮结合齿倒锥精密成形模具，其特征在于，所述成形模具包括上模和下模两部分；

所述上模部分用于实现坯料在竖直方向上的弹性限位以防止成形过程中坯料的上下浮动和挤压压力从上模到下模的传递；所述上模部分固定在压力机的上压板，并随着所述上压板移动；

所述下模部分，用于实现挤压压力由竖直方向到径向的转换，实现倒锥的成形和模具复位功能；所述下模部分设置在所述上模部分的垂直下方。

2.根据权利要求1所述的变速器齿轮结合齿倒锥精密成形模具，其特征在于，所述上模包括上压套、压料杆和压料弹簧；

所述上压套，用于安装所述压料杆和实现压力传递，所述上压套设置在下压套正上方，且与所述压力机的上压板固接；

所述压料杆，用于实现坯料在竖直方向上的固定，所述压料杆设置在所述上压套的内孔内；

所述压料弹簧，用于与所述压料杆配合用于防止成形过程中坯料的上下浮动，所述压料弹簧一端与所述压料杆固接。

3.根据权利要求1所述的变速器齿轮结合齿倒锥精密成形模具，其特征在于，所述下模部分包括下压套、齿形模具、压模板、压套复位弹簧、复位杆、模具复位弹簧和基座；

所述下压套，用于实现挤压力方向的转换以推动齿形模具运动，所述下压套设置在齿形模具的上方；

所述齿形模具，用于成形倒锥，所述齿形模具设置在基座的正上方与上模中心线对齐，沿中心线均匀放置；

所述压模板，用于固定所述齿形模具，所述压模板通过螺栓固定在所述基座的上端面上；

所述压套复位弹簧，用于所述下压套的复位，所述压套复位弹簧设置在所述压模板的盲孔内；

所述复位装置，用于所述齿形模具的复位，所述复位装置设置在位于所述齿形模具底部的中心位置所述基座的上端面上，所述复位装置的一端伸入到所述齿形模具下端内部；

所述基座，用于固定所述下压套，所述基座设置在所述齿形模具下方，中心线与齿形模具的中心线对齐。

4.根据权利要求3所述的汽车变速器齿轮结合齿倒锥精密成形模具，其特征在于，所述齿形模具的齿形按照目标倒锥形状加工；所述齿形模具的外侧面加工成棱锥面，内侧面加工成圆锥面，锥面斜度均为8-12°；所述齿形模具沿着齿顶或者齿根分割成多个单元组成，每个所述单元由1-3个齿组成；分割后的扇形齿形模具瓣两侧加工出等宽的平行平面，每个所述单元分别设置在矩形滑槽内。

5.根据权利要求2所述的汽车变速器齿轮结合齿倒锥精密成形模具，其特征在于，所述下压套内侧面为内棱锥面，棱锥面斜度为8-12°。

6.根据权利要求3或4所述的汽车变速器齿轮结合齿倒锥精密成形模具，其特征在于，为实现所述齿形模具的周向限位，所述下压套的内棱锥面上均匀设置若干矩形滑槽；或者所述基座的上端面上设置所述矩形滑槽，所述矩形滑槽的形状和数量与所述配合的齿形模具的单元的形状和数量一致。

7.根据权利要求3所述的汽车变速器齿轮结合齿倒锥精密成形模具，其特征在于，所述复位装置包括复位杆和复位弹簧，所述复位杆设置在位于所述基座中心位置的凹槽内，所述复位弹簧套接在所述复位杆上。

8.根据权利要求2或3所述的汽车变速器齿轮结合齿倒锥精密成形模具，其特征在于，所述上压套与下压套接触面为平面，且上压套得内孔的内径略大于下压套棱锥孔上端最大内径。