CN110523902A - 一种内齿冲压成型机构及其冲压成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种内齿冲压成型机构及其冲压成型方法，所述成型模芯与所述工作台固定连接，所述支撑件与所述成型模芯固定连接，并位于所述成型模芯远离所述工作台的一端，所述第一驱动件与所述工作台固定连接，且所述第一驱动件的输出端与所述下压芯固定连接，所述下压芯套设在所述成型模芯的外周，所述上压芯与所述支撑件滑动连接，且所述上压芯的轴向线中心处套设在所述支撑件上，所述上压芯位于所述下压芯的上方，且所述第二驱动件的输出端与所述上压芯固定连接。达到减少冲压件的设备投入和工序投入，降低了加工成本，提升了生产效率的目的。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工领域，尤其涉及一种内齿冲压成型机构及其冲压成型方法。
背景技术
随着汽车行业的不断发展，国内零部件加工制造水平不断提高，对变速箱内的重要零件齿毂需求不断攀升，并且齿毂结构不断变化，制造难度大幅提升。目前对于中心孔台阶带有内齿的齿毂，其中台阶处的内齿目前国内主要为拉齿机加工。拉齿所用的拉刀表面上有多排刀齿，各排刀齿的尺寸和形状从切入端至切出端依次增加和变化。当拉刀作拉削运动时，每个刀齿就从工件上切下一定厚度的金属，最终得到所要求的尺寸和形状。但是采用拉齿加工冲压件中带有台阶内齿的产品时，需增加冲压件的设备投入和工序投入，增加了加工成本，降低了生产效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种内齿冲压成型机构及其冲压成型方法，旨在解决现有技术中的采用拉齿加工冲压件中带有台阶内齿的产品时，需增加冲压件的设备投入和工序投入，增加了加工成本，降低了生产效率的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的一种内齿冲压成型机构及其冲压成型方法，包括工作台、成型模芯、支撑件、第一驱动件、下压芯、上压芯和第二驱动件，所述成型模芯与所述工作台固定连接，所述支撑件与所述成型模芯固定连接，并位于所述成型模芯远离所述工作台的一端，所述第一驱动件与所述工作台固定连接，且所述第一驱动件的输出端与所述下压芯固定连接，所述下压芯套设在所述成型模芯的外周，所述上压芯与所述支撑件滑动连接，且所述上压芯的轴向线中心处套设在所述支撑件上，所述上压芯位于所述下压芯的上方，所述第二驱动件设于成型模芯的正上方，且所述第二驱动件的输出端与所述上压芯固定连接。
其中，所述成型模芯从上至下依次设置有渐变段、直面段和退料段。
其中，所述渐变段上的齿顶直径与所述直面段的齿根直径相同。
其中，所述渐变段的顶端齿形参数与所述直面段的直面齿形参数的比例为0.1～0.9。
其中，所述渐变段的锥度为8°～10°。
其中，所述退料段的齿面的锥度为3°～5°。
本发明还提供一种内齿冲压成型方法，包括如下步骤：
所述上压芯抵持待加工齿毂朝向所述下压芯移动，并与所述下压芯接触；
所述上压芯与所述下压芯共同夹持待加工齿毂朝向所述成型模芯移动，并与所述成型模芯接触；
所述成型模芯对形成材料干涉部分的待加工齿毂进行拉伸流动，完成齿毂内齿的加工。
其中，所述渐变段的总高取决于成型齿毂的齿型尺寸。
其中，所述渐变段的顶端齿形参数按照所述直面段的直面齿形参数进行比例缩放。
其中，利用所述渐变段对待加工齿毂进行初步成型，然后利用所述直面段对初步成型后的齿毂进行定型和精整，之后利用所述退料段将成型齿毂与所述成型模芯分离。
本发明的一种内齿冲压成型机构及其冲压成型方法，通过所述成型模芯与所述工作台固定连接，所述支撑件与所述成型模芯固定连接，并位于所述成型模芯远离所述工作台的一端，所述第一驱动件与所述工作台固定连接，且所述第一驱动件的输出端与所述下压芯固定连接，所述下压芯套设在所述成型模芯的外周，所述上压芯与所述支撑件滑动连接，且所述上压芯的轴向线中心处套设在所述支撑件上，所述上压芯位于所述下压芯的上方，所述第二驱动件设于成型模芯的正上方，且所述第二驱动件的输出端与所述上压芯固定连接。其中利用模具冲压成型的方式替换原有的拉齿工艺，从而获得减少冲压件的设备投入和工序投入，降低了加工成本，提升了生产效率的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的内齿冲压成型机构的部分结构剖视图。
图2是本发明的是本发明的内齿冲压成型机构的部分结构示意图。
图3是本发明的成型模芯的结构示意图。
图4是本发明的成型模芯的俯视图。
图5是本发明的内齿冲压成型机构的整体结构示意图。
图6是本发明的内齿冲压成型方法的流程图。
100-内齿冲压成型机构、10-工作台、20-成型模芯、21-渐变段、22-直面段、23-退料段、30-支撑件、40-第一驱动件、50-下压芯、60-上压芯、70-第二驱动件、200-内齿冲压成型方法。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1，本发明提供了一种内齿冲压成型机构100，包括工作台10、成型模芯20、支撑件30、第一驱动件40、下压芯50、上压芯60和第二驱动件70，所述成型模芯20与所述工作台10固定连接，所述支撑件30与所述成型模芯20固定连接，并位于所述成型模芯20远离所述工作台10的一端，所述第一驱动件40与所述工作台10固定连接，且所述第一驱动件40的输出端与所述下压芯50固定连接，所述下压芯50套设在所述成型模芯20的外周，所述上压芯60与所述支撑件30滑动连接，且所述上压芯60的轴向线中心处套设在所述支撑件30上，所述上压芯60位于所述下压芯50的上方，所述第二驱动件70设于成型模芯20的正上方，且所述第二驱动件70的输出端与所述上压芯60固定连接。
在本实施方式中，所述第一驱动件40和所述第二驱动件70均为气缸，在初始状态时，待加工的齿毂的中心孔套设在所述支撑件30上，所述上模芯和所述下模芯未与待加工齿毂接触，需要对待加工的齿毂进行内齿冲压时，所述第一驱动件40的输出端伸长，进而推动所述上压芯60朝向待加工的齿毂移动，直至所述上压芯60与待加工的齿毂接触，从而所述上压芯60抵持待加工的齿毂在所述支撑件30上，朝向所述下压芯50移动，在移动过程中，待加工的齿毂与所述下压芯50接触，之后所述上压芯60和所述下压芯50将待加工的齿毂夹持，所述第一驱动件40的输出端继续伸长，所述第二驱动件70的输出端收缩，使得被夹持的待加工的齿毂朝向所述成型模芯20运动，并与所述成型模芯20接触，在被夹持的待加工的齿毂与所述成型模芯20接触的过程中，待加工的齿毂与所述成型模芯20材料干涉部分会受拉伸力而流动，从而形成齿形，以此完成对齿毂内齿的加工，在完成齿毂内齿的加工后，所述第一驱动件40和所述第二驱动件70复位，然后在所述支撑件30上套设下一个待加工的齿毂，回到初始状态。其中通过利用模具冲压成型的方式替换原有的拉齿工艺，可将该内齿的成型工艺加在冲压成型中，从而减少冲压件的设备投入和工序投入，降低了加工成本，提升了生产效率。
进一步地，所述成型模芯20从上至下依次设置有渐变段21、直面段22和退料段23。所述渐变段21上的齿顶直径与所述直面段22的齿根直径相同。所述渐变段21的顶端齿形参数与所述直面段22的直面齿形参数的比例为0.1～0.9。所述渐变段21的锥度为8°～10°。所述退料段23的齿面的锥度为3°～5°。
在本实施方式中，所述成型模芯20从上至下依次设置有所述渐变段21、所述直面段22和所述退料段23，并且所述渐变段21、所述直面段22和所述退料段23的齿形参数设计主要取决于所述成型的齿相关的参数，并且在所述直面段22的设计完成后，所述渐变段21和所述退料段23的设计完成。在被夹持的待加工的齿毂与所述成型模芯20接触的过程中，待加工的齿毂依次经过所述渐变段21、所述直面段22和所述退料段23，所述渐变段21和所述直面段22的材料干涉部分会受拉伸力而流动，从而将齿毂的内齿冲压成型，其中所述渐变段21能够对待加工的齿毂进行冲压，使得齿毂的内齿初步成型，之后所述直面段22能够对初步成型的齿毂内齿进行最终成型和精整，通过将所述渐变段21设置的锥度为8°～10°，使得待加工的齿毂与所述渐变段21的接触面积逐步增加，继而待加工齿毂的齿成型量逐步增加，所述渐变段21上的齿顶直径按照所述直面段22的齿根直径进行设计，以此可推出所述渐变段21上的齿顶直径与所述直面段22的齿根直径相同。所述渐变段21的顶端齿形参数是按照所述直面段22的直面齿形参数进行比例缩放，且渐变段21的顶端齿形参数与所述直面段22的直面齿形参数的比例为0.1～0.9。由于所述退料段23的齿面的锥度为3°～5°，因此在所述直面段22对齿毂内齿进行最终成型和精整后，所述退料段23能够方便齿毂内齿与所述成型模芯20之间分离，有助于齿毂的退料，通过对尺寸的计算，获取所述成型模芯20的设计尺寸，并获取齿毂内齿成型前的尺寸，能够简化加工工序，节约加工成本。
本发明还提供一种内齿冲压成型方法200，包括如下步骤：
S100：所述上压芯60抵持待加工齿毂朝向所述下压芯50移动，并与所述下压芯50接触；
通过需要对待加工的齿毂进行内齿冲压时，所述第一驱动件40的输出端伸长，进而推动所述上压芯60朝向待加工的齿毂移动，直至所述上压芯60与待加工的齿毂接触，从而所述上压芯60抵持待加工的齿毂在所述支撑件30上，朝向所述下压芯50移动。
S200：所述上压芯60与所述下压芯50共同夹持待加工齿毂朝向所述成型模芯20移动，并与所述成型模芯20接触；
通过所述上压芯60抵持待加工的齿毂在所述支撑件30上，朝向所述下压芯50移动在移动过程中，待加工的齿毂与所述下压芯50接触，之后所述上压芯60和所述下压芯50将待加工的齿毂夹持，之后所述上压芯60和所述下压芯50将待加工的齿毂夹持，所述第一驱动件40的输出端继续伸长，所述第二驱动件70的输出端收缩，使得被夹持的待加工的齿毂朝向所述成型模芯20运动，并与所述成型模芯20接触。
S300：所述成型模芯20对形成材料干涉部分的待加工齿毂进行拉伸流动，完成齿毂内齿的加工。
通过所述成型模芯20从上至下依次设置有所述渐变段21、所述直面段22和所述退料段23，并且所述渐变段21、所述直面段22和所述退料段23的齿形参数设计主要取决于所述成型的齿相关的参数，并且在所述直面段22的设计完成后，所述渐变段21和所述退料段23的设计完成。在被夹持的待加工的齿毂与所述成型模芯20接触的过程中，待加工的齿毂依次经过所述渐变段21、所述直面段22和所述退料段23，所述渐变段21和所述直面段22的材料干涉部分会受拉伸力而流动，从而将齿毂的内齿冲压成型，其中所述渐变段21能够对待加工的齿毂进行冲压，使得齿毂的内齿初步成型，之后所述直面段22能够对初步成型的齿毂内齿进行最终成型和精整，通过将所述渐变段21设置的锥度为8°～10°，使得待加工的齿毂与所述渐变段21的接触面积逐步增加，继而待加工齿毂的齿成型量逐步增加，所述渐变段21上的齿顶直径按照所述直面段22的齿根直径进行设计，以此可推出所述渐变段21上的齿顶直径与所述直面段22的齿根直径相同。所述渐变段21的总高取决于成型齿毂的齿型尺寸。所述渐变段21的顶端齿形参数是按照所述直面段22的直面齿形参数进行比例缩放，且渐变段21的顶端齿形参数与所述直面段22的直面齿形参数的比例为0.1～0.9。由于所述退料段23的齿面的锥度为3°～5°，因此在所述直面段22对齿毂内齿进行最终成型和精整后，所述退料段23能够方便齿毂内齿与所述成型模芯20之间分离，有助于齿毂的退料，通过对尺寸的计算，获取所述成型模芯20的设计尺寸，并获取齿毂内齿成型前的尺寸，能够简化加工工序，节约加工成本，提升生产效率。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种内齿冲压成型机构，其特征在于，
包括工作台、成型模芯、支撑件、第一驱动件、下压芯、上压芯和第二驱动件，所述成型模芯与所述工作台固定连接，所述支撑件与所述成型模芯固定连接，并位于所述成型模芯远离所述工作台的一端，所述第一驱动件与所述工作台固定连接，且所述第一驱动件的输出端与所述下压芯固定连接，所述下压芯套设在所述成型模芯的外周，所述上压芯与所述支撑件滑动连接，且所述上压芯的轴向线中心处套设在所述支撑件上，所述上压芯位于所述下压芯的上方，所述第二驱动件设于成型模芯的正上方，且所述第二驱动件的输出端与所述上压芯固定连接。
2.如权利要求1所述的内齿冲压成型机构，其特征在于，
所述成型模芯从上至下依次设置有渐变段、直面段和退料段。
3.如权利要求2所述的内齿冲压成型机构，其特征在于，
所述渐变段上的齿顶直径与所述直面段的齿根直径相同。
4.如权利要求3所述的内齿冲压成型机构，其特征在于，
所述渐变段的顶端齿形参数与所述直面段的直面齿形参数的比例为0.1～0.9。
5.如权利要求4所述的内齿冲压成型机构，其特征在于，
所述渐变段的锥度为8°～10°。
6.如权利要求5所述的内齿冲压成型机构，其特征在于，
所述退料段的齿面的锥度为3°～5°。
7.一种内齿冲压成型方法，其特征在于，包括如下步骤：
所述上压芯抵持待加工齿毂朝向所述下压芯移动，并与所述下压芯接触；
所述上压芯与所述下压芯共同夹持待加工齿毂朝向所述成型模芯移动，并与所述成型模芯接触；
所述成型模芯对形成材料干涉部分的待加工齿毂进行拉伸流动，完成齿毂内齿的加工。
8.如权利要求7所述的内齿冲压成型方法，其特征在于，
所述渐变段的总高取决于成型齿毂的齿型尺寸。
9.如权利要求8所述的内齿冲压成型方法，其特征在于，
所述渐变段的顶端齿形参数按照所述直面段的直面齿形参数进行比例缩放。
10.如权利要求9所述的内齿冲压成型方法，其特征在于，
利用所述渐变段对待加工齿毂进行初步成型，然后利用所述直面段对初步成型后的齿毂进行定型和精整，之后利用所述退料段将成型齿毂与所述成型模芯分离。
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