CN110170567A - 一种汽车制动器齿轮的加工模具及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车制动器齿轮的加工模具，该模具设有一主模切齿模，并在主模切齿模的尾端通过盘形弹簧抵接在主模壳内的中部。本发明还涉及一种制动器齿轮的加工方法，采用冷镦加工，一次成型得到产品。与现有技术相比，在使用本发明的加工模具加工汽车制动器齿轮的过程中，当冲模运动至前死点时，冲模和产品及主模形成无间隙挤压切齿，因此产品断面更加光滑，齿底无毛刺等缺陷；其生产效率更高。

Description

一种汽车制动器齿轮的加工模具及加工方法

技术领域

本发明涉及汽车零部件生产技术领域，具体涉及一种汽车制动器齿轮模具及加工方法。

背景技术

汽车制动器是指用于对汽车某些部分(主要是车轮)施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的装置。制动器作用包括：(1)使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；(2)使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车；(3)使下坡行驶的汽车速度保持稳定。在汽车制动器中，制动器齿轮作为动力传递部件，对于汽车制动器的制动性能影响很大。

制动器齿轮的结构如图1所示，整体呈T字形，制动器齿轮9包括顶部圆片状齿轮19、以及垂直设置在圆片状齿轮一端中部的圆柱状齿轮20，其中，圆片状齿轮19和圆柱状齿轮20的外侧均设有齿。现有的加工模具如图2所示，包括冲模P和主模D，坯料放置在主模D的前端中部，然后冲模P靠近主模D，位于冲模P前端的冲模切齿模2进行切齿。当冲模切齿模2运动至死点前预留0.3～0.5mm余量，再依靠KO顶杆7快速切断，得到产品9。但是，通过该工艺生产出来的产品齿面塌角，且断面不光滑，齿底面具有毛刺等缺陷。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种产品质量更高的汽车制动器齿轮的加工模具及加工方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种汽车制动器齿轮的加工模具，包括固定的主模和可向所述主模相向运动的冲模，所述主模包括固定的主模壳和主模壳锁牙、同轴设置在所述主模壳中部的KO顶杆、以及设置在所述KO顶杆尾端的KO顶杆垫，所述冲模包括冲模壳，所述汽车制动器包括圆片状齿轮和圆柱状齿轮，其特征在于，所述加工模具还包括：

主模推管：套设在所述KO顶杆前端的外侧，所述主模推管前端设有与所述圆柱状齿轮外形相匹配的第一凹槽，所述第一凹槽的尾端为所述KO顶杆的顶端，所述主模推管的尾端通过主模推管弹簧抵接在所述主模壳的尾端；

主模切齿模：套设在所述主模推管前端的外侧，所述主模切齿模的尾端通过盘形弹簧抵接在所述主模壳内的中部；

通出顶杆：同轴设置在所述冲模壳面向所述主模的一端的中部，且所述通出顶杆面向所述主模的一端端面形状与所述圆片状齿轮顶端面及边缘的形状相匹配，所述通出顶杆的另一端所述冲模壳的远离所述主模的一端抵接；

冲模切齿模：设置在所述冲模壳面向所述主模的一端的中部，且套设在所述通出顶杆的外侧，所述冲模切齿模面向所述主模的一端中部同轴设有与所述圆片状齿轮外形相匹配的第二凹槽，所述第二凹槽以所述通出顶杆的面向所述主模的一端端面为底端端面。

本发明的模具用于制动器齿轮的冷镦制备，通过设置盘形弹簧、主模推管弹簧，使得坯料在冷镦成型时，能够受力更加均匀，换句话说，就是当冲模运动到死点前和产品及主模之间形成无间隙的挤压切齿，利用盘形弹簧大负重载荷将坯料和冲模切齿模与主模切齿模先压紧，使塑性坯料在主模切齿模的端面形成齿型轮廓，再利用主模推管将坯料推入冲模切齿模内，最后在用冲模PKO将成型好的产品推出。

优选的，所述的主模壳内远离所述冲模的一端依次设有第一挡块和第二挡块，所述第二挡块比所述第一挡块更靠近所述冲模，所述第一挡块与所述主模壳锁牙固定，所述主模壳内壁设有第一凸起，所述第二挡块夹持在所述第一凸起和所述第一挡块之间；

所述KO顶杆穿过所述第一挡块和所述第二挡块；所述主模推管的尾端穿过所述第二挡块，并通过主模推管弹簧与所述第一挡块抵接；所述主模切齿模的尾端通过所述盘形弹簧与所述第二挡块抵接。更优选的，所述第二挡块尾端中央设有一定的凹槽，而所述主模推管的尾端直径略大于所述主模推管其他部位的直径，将所述主模推管的尾端放置在所述第二挡块尾端的凹槽中，从而使得所述主模推管的前进和后退距离均有一定的限度，且所述主模推管在后退时受到所述主模推管弹簧的阻力。

优选的，所述第一挡块顶端中部设有第三凹槽，所述主模推管弹簧的一端与所述第三凹槽的底部抵接，所述主模推管弹簧的另一端与所述主模推管的尾端抵接。

优选的，所述主模壳的前端内壁设有定位键和第二凸起，所述定位键通过定位螺栓与所述主模壳的内壁固定，并用于限定所述主模切齿模的最大后退位移，所述第二凸起用于限定所述主模切齿模的最大前进位移。

优选的，所述主模切齿模的前端端面设有抵接凸起，当所述主模切齿模后退直至所述抵接凸起与所述定位键的前端抵接，所述主模切齿模无法继续后退；

所述主模切齿模的中部设有前小后大的阶梯，当所述主模切齿模前进直至所述阶梯与所述第二凸起抵接，所述主模切齿模无法继续前进。

所述第二凹槽、所述圆片状齿轮、所述主模推管的前端面同轴设置，且直径相同。

所述通出顶杆远离所述主模的一端依次设有T形连接块和PKO顶杆，所述PKO顶杆穿过所述冲模壳的底面，所述T形连接块通过推入弹簧与所述冲模壳底面内壁抵接。

一种利用如上所述加工模具进行汽车制动器齿轮加工的加工方法，所述加工方法为冷镦加工，具体包括以下步骤：

(1)将坯料同轴放置在所述主模推管的前端；

(2)将所述冲模向所述主模推进，待所述冲模切齿模和所述主模切齿模抵接后，继续推进所述冲模，直至所述冲模无法推进，原路移除所述冲模，制得所述制动器齿轮。

所述坯料呈圆柱体型，且圆柱体的直径大于所述第一凹槽，小于所述第二凹槽，且坯料的体积与制动器齿轮的体积不相同，具体应该是略大于制动器齿轮的体积。最后一工序是将上一工序头部圆法兰(此工序是和坯料体积相同)用此结构的模具将圆法兰多余的料切除，将成为所需要的形状。

本发明采用冷镦加工，得到的制动器齿轮不需要再进行二次加工，能直接满足图纸和使用要求。

所述坯料呈圆柱体型，且圆柱体的直径大于第一凹槽，小于第二凹槽，且坯料的体积与制动器齿轮的体积相同。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几方面：

(1)采用冷镦加工，一次成形得到的制动器齿轮，即不需要再进行二次加工，能直接满足图纸和使用要求，加工效率高；

(2)通过设置盘形弹簧、主模推管弹簧，使得坯料在冷镦成型时，能够受力更加均匀，得到的产品断面光滑，齿底无毛刺等缺陷。

附图说明

图1为制动器齿轮的结构示意图；

图2为现有制动器齿轮的切齿模具的结构示意图；

图3为本发明加工模具在得到制动器齿轮产品时的剖面结构示意图；

图4为本发明加工模具在未工作时的剖面结构示意图。

其中，1为冲模壳，2为冲模切齿模，3为夹紧螺栓，4为主模壳，5为主模壳锁牙，6为主模仁，7为KO顶杆，8为KO顶杆垫，9为制动器齿轮，10为推入弹簧，11为定位螺栓，12为主模推管，13为主模推管弹簧，14为定位键，15为主模切齿模，16为盘形弹簧，17为通出顶杆，18为PKO顶杆，19为圆片状齿轮，20为圆柱状齿轮，21为第一凹槽，22为第二凹槽，23为第一挡块，24为第二挡块，25为第三凹槽，26为第一凸起，27为第二凸起，28为T形连接块，D为主模，P为冲模。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

在本专利中，“前死点”是指冲模与主模接触后，从盘形弹簧开始压缩，到主模切齿模与定位键抵接为止的这一个过程。

实施例1

一种汽车制动器齿轮的加工模具，其结构如图3、图4所示，包括固定的主模D和可向主模D相向运动的冲模P，主模D包括固定的主模壳4和主模壳锁牙5、同轴设置在主模壳4中部的KO顶杆7、以及设置在KO顶杆7尾端的KO顶杆垫8，冲模P包括冲模壳1，汽车制动器包括圆片状齿轮19和圆柱状齿轮20，加工模具包括：

主模推管12：套设在KO顶杆7前端的外侧，主模推管12前端设有与圆柱状齿轮20外形相匹配的第一凹槽21，第一凹槽21的尾端为KO顶杆7的顶端，主模推管12的尾端通过主模推管弹簧13抵接在主模壳4的尾端；

主模切齿模15：套设在主模推管12前端的外侧，主模切齿模15的尾端通过盘形弹簧16抵接在主模壳4内的中部；

通出顶杆17：同轴设置在冲模壳1面向主模D的一端的中部，且通出顶杆17面向主模D的一端端面形状与圆片状齿轮19顶端面及边缘的形状相匹配，通出顶杆17的另一端冲模壳1的远离主模D的一端抵接；

冲模壳切齿模2：设置在冲模壳1面向主模D的一端的中部，且套设在通出顶杆17的外侧，冲模壳切齿模2面向主模D的一端中部同轴设有与圆片状齿轮19外形相匹配的第二凹槽22，第二凹槽22以通出顶杆17的面向主模D的一端端面为底端端面。

主模壳4内远离冲模P的一端依次设有第一挡块23和第二挡块24，第二挡块24比第一挡块23更靠近冲模P，第一挡块23与主模壳锁牙5固定，主模壳4内壁设有第一凸起26，第二挡块24夹持在第一凸起26和第一挡块23之间；

KO顶杆7穿过第一挡块23和第二挡块24；主模推管12的尾端穿过第二挡块24，并通过主模推管弹簧13与第一挡块23抵接；主模切齿模15的尾端通过盘形弹簧16与第二挡块24抵接。第二挡块24尾端中央设有一定的凹槽，而主模推管12的尾端直径略大于主模推管12其他部位的直径，将主模推管12的尾端放置在第二挡块24尾端的凹槽中，从而使得主模推管12的前进和后退距离均有一定的限度，且主模推管12在后退时受到主模推管弹簧13的阻力。

第一挡块23顶端中部设有第三凹槽25，主模推管弹簧13的一端与第三凹槽25的底部抵接，主模推管弹簧13的另一端与主模推管12的尾端抵接。

主模壳4的前端内壁设有定位键14和第二凸起27，定位键14通过定位螺栓11与主模壳4的内壁固定，并用于限定主模切齿模15的最大后退位移，第二凸起27用于限定主模切齿模15的最大前进位移。

主模切齿模15的前端端面设有抵接凸起，当主模切齿模15后退直至抵接凸起与定位键14的前端抵接，主模切齿模15无法继续后退；

主模切齿模15的中部设有前小后大的阶梯，当主模切齿模15前进直至阶梯与第二凸起27抵接，主模切齿模15无法继续前进。

第二凹槽22、圆片状齿轮19、主模推管12的前端面同轴设置，且直径相同。

通出顶杆17远离主模D的一端依次设有T形连接块28和PKO顶杆18，PKO顶杆18穿过冲模壳1的底面，T形连接块28通过推入弹簧10与冲模壳1底面内壁抵接。

本加工模具的具体工作过程如下：

(1)当需要加工制动器齿轮时，将一个圆柱形坯料同轴放置在第一凹槽21前端，保证坯料的直径大于第一凹槽21但小于主模推管12，且坯料的体积等于或略大于所需制动器齿轮的体积，如图4所示，此时，主模切齿模15的前端被第二凸起27抵住，主模切齿模15的后端通过盘形弹簧16抵接在第二挡块24前端；而主模推管12在主模推管弹簧13和第二挡块24的凹槽作用下保持平衡；

(2)将冲模P向主模D靠近，首先，通出顶杆17最先与坯料接触，当冲模P继续向主模靠近时，推入弹簧会开始并逐渐压缩，同时，通出顶杆17会对坯料有一个推力，将其逐步推入第一凹槽21中，这相当于一个冷镦的过程，在该过程中，挤压进入第一凹槽21中的坯料逐步形成圆柱形齿轮。由于坯料的直径大于第一凹槽21，因此，位于第一凹槽21孔径外的坯料停留不动或向外翻动，此时，主模推管12逐渐向后移动，主模推管弹簧13开始压缩；

(3)随着冲模P继续向主模D靠近，冲模切齿模2与主模切齿模15抵接，此时，第一凹槽21和第二凹槽22、主模推管12的前端以及通出顶杆17的一端形成了密闭的容纳空间，该容纳空间刚好与制动器齿轮产品相同。

(4)冲模P继续移动，此时会带动主模切齿模15向后运动，盘形弹簧16开始压缩，由于盘形弹簧16的存在，使得密闭空间为无间隙空间，即冲模P运动至前死点时，冲模P和制动器齿轮9产品及主模D之间形成无间隙挤压切齿，如图3所示。

(5)主模切齿模15与定位键14抵接之后，冲模P停止移动，并将其原路移除，将制动器齿轮9产品取下，完成加工。

Claims (9)

1.一种汽车制动器齿轮的加工模具，包括固定的主模(D)和可向所述主模(D)相向运动的冲模(P)，所述主模(D)包括固定的主模壳(4)和主模壳锁牙(5)、同轴设置在所述主模壳(4)中部的KO顶杆(7)、以及设置在所述KO顶杆(7)尾端的KO顶杆垫(8)，所述冲模(P)包括冲模壳(1)，所述汽车制动器(9)包括圆片状齿轮(19)和圆柱状齿轮(20)，其特征在于，所述加工模具还包括：

主模推管(12)：套设在所述KO顶杆(7)前端的外侧，所述主模推管(12)前端设有与所述圆柱状齿轮(20)外形相匹配的第一凹槽(21)，所述第一凹槽(21)的尾端为所述KO顶杆(7)的顶端，所述主模推管(12)的尾端通过主模推管弹簧(13)抵接在所述主模壳(4)的尾端；

主模切齿模(15)：套设在所述主模推管(12)前端的外侧，所述主模切齿模(15)的尾端通过盘形弹簧(16)抵接在所述主模壳(4)内的中部；

通出顶杆(17)：同轴设置在所述冲模壳(1)面向所述主模(D)的一端的中部，且所述通出顶杆(17)面向所述主模(D)的一端端面形状与所述圆片状齿轮(19)顶端面及边缘的形状相匹配，所述通出顶杆(17)的另一端所述冲模壳(1)的远离所述主模(D)的一端抵接；

冲模切齿模(2)：设置在所述冲模壳(1)面向所述主模(D)的一端的中部，且套设在所述通出顶杆(17)的外侧，所述冲模切齿模(2)面向所述主模(D)的一端中部同轴设有与所述圆片状齿轮(19)外形相匹配的第二凹槽(22)，所述第二凹槽(22)以所述通出顶杆(17)的面向所述主模(D)的一端端面为底端端面。

2.根据权利要求1所述的汽车制动器齿轮的加工模具，其特征在于，所述的主模壳(4)内远离所述冲模(P)的一端依次设有第一挡块(23)和第二挡块(24)，所述第二挡块(24)比所述第一挡块(23)更靠近所述冲模(P)，所述第一挡块与所述主模壳锁牙(5)固定，所述主模壳(4)内壁设有第一凸起(26)，所述第二挡块(24)夹持在所述第一凸起(26)和所述第一挡块(23)之间；

所述KO顶杆(7)穿过所述第一挡块(23)和所述第二挡块(24)；所述主模推管(12)的尾端穿过所述第二挡块(24)，并通过主模推管弹簧(13)与所述第一挡块(23)抵接；所述主模切齿模(15)的尾端通过所述盘形弹簧(16)与所述第二挡块(24)抵接。

3.根据权利要求2所述的汽车制动器齿轮的加工模具，其特征在于，所述第一挡块(23)顶端中部设有第三凹槽(25)，所述主模推管弹簧(13)的一端与所述第三凹槽(25)的底部抵接，所述主模推管弹簧(13)的另一端与所述主模推管(12)的尾端抵接。

4.根据权利要求1所述的汽车制动器齿轮的加工模具，其特征在于，所述主模壳(4)的前端内壁设有定位键(14)和第二凸起(27)，所述定位键(14)通过定位螺栓(11)与所述主模壳(4)的内壁固定，并用于限定所述主模切齿模(15)的最大后退位移，所述第二凸起(27)用于限定所述主模切齿模(15)的最大前进位移。

5.根据权利要求4所述的汽车制动器齿轮的加工模具，其特征在于，所述主模切齿模(15)的前端端面设有抵接凸起，当所述主模切齿模(15)后退直至所述抵接凸起与所述定位键(14)的前端抵接，所述主模切齿模(15)无法继续后退；

所述主模切齿模(15)的中部设有前小后大的阶梯，当所述主模切齿模(15)前进直至所述阶梯与所述第二凸起(27)抵接，所述主模切齿模(15)无法继续前进。

6.根据权利要求1所述的汽车制动器齿轮的加工模具，其特征在于，所述第二凹槽(22)、所述圆片状齿轮(19)、所述主模推管(12)的前端面同轴设置，且直径相同。

7.根据权利要求1所述的汽车制动器齿轮的加工模具，其特征在于，所述通出顶杆(17)远离所述主模(D)的一端依次设有T形连接块(28)和PKO顶杆(18)，所述PKO顶杆(18)穿过所述冲模壳(1)的底面，所述T形连接块(28)通过推入弹簧(10)与所述冲模壳(1)底面内壁抵接。

8.一种利用如权利要求1～7任一所述加工模具进行的汽车制动器齿轮加工的加工方法，其特征在于，所述加工方法为冷镦加工，具体包括以下步骤：

(1)将坯料同轴放置在所述主模推管(12)的前端；

(2)将所述冲模(P)向所述主模(D)推进，待所述冲模切齿模(2)和所述主模切齿模(15)抵接后，继续推进所述冲模(P)，直至所述冲模(P)无法推进，原路移除所述冲模(P)，制得所述制动器齿轮(9)。

9.根据权利要求8所述的加工方法，其特征在于，所述坯料呈圆柱体型，且圆柱体的直径大于所述第一凹槽(21)，小于所述第二凹槽(22)，且所述坯料的体积大于所述制动器齿轮(9)的体积。