CN111097872B - 锻压制品背压辅助成形模组 - Google Patents
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Abstract
一种锻压制品背压辅助成形模组，包含下模单元、上模单元，及调变单元。所述下模单元包括下模板、位于所述下模板上方的顶出板，至少一个连接所述下模板及所述顶出板的第一弹性件、位于所述顶出板上方的背压板，至少一个连接所述顶出板及所述背压板的第二弹性件，及模仁。当所述上模单元向下与所述下模单元合模时，所述至少一个第二弹性件受到压缩而产生背压力，在压缩到一定程度时，透过所述调变单元使得所述顶出板向下移动的速度大于所述上模单元向下移动的速度，使得所述至少一个第二弹性件受到的压缩趋缓，进而使背压力逐渐减少，达到降低负荷并延长使用寿命的功效。
Description
技术领域
本发明涉及一种透过背压力来辅助成形的模具，特别是涉及一种用于锻造摆线齿轮的锻压制品背压辅助成形模组。
背景技术
随着人工智能的兴起，本因自动化需求而高度发展的机器人产业再次产生一波革命，其为市场带来大量的需求，其中摆线减速机是让机器人能达到高承载力及高精密作动的关键零元件，由其占去了机器人成本的36％便可了解其重要性。摆线齿轮是摆线减速机中的传动元件，高精度、低表面粗糙度、高刚性及耐疲劳的摆线齿轮是现今各大开发厂商所追求的目标。
一般的摆线齿轮若以切削方式加工，则会因减法加工而产生较多削除的废料，不但降低原料利用率，且会在切削过程中降低摆线齿轮的强度。透过锻造方式来生产摆线齿轮虽能克服前述缺点，但锻造过程中容易因加热而使摆线齿轮尺寸难以控制，降低产品精度。
参阅图1，于是目前出现一种如图1所示的冷挤压成形模具1，其由上模11及下模12组成，所述下模12内设有弹簧13及压板14，因此在合模时会因所述弹簧13压缩而反向产生背压力，使得胚料在成形过程中，既承受锻压力又承受背压力，在双重挤压下可降低尺寸误差而提升精度。然而，随着所述上模11逐渐下压，会使所述弹簧13的压缩量同步增加，这使得所述弹簧13所产生的弹性力也逐渐上升，造成背压力在成形过程中逐渐增加而非固定，导致所述冷挤压成形模具1因承受过高的背压力而产生过大的负荷，降低所述冷挤压成形模具1的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可降低模具负荷的锻压制品背压辅助成形模组。
本发明锻压制品背压辅助成形模组，包含下模单元及上模单元；其特征在于：所述下模单元包括下模板、位于所述下模板上方的顶出板，两端分别连接所述下模板及所述顶出板的第一弹性件、位于所述顶出板上方的背压板，两端分别连接所述顶出板及所述背压板的第二弹性件，及位于所述顶出板上方且围绕所述背压板而界定出模穴的模仁，所述背压板可于所述模仁内相对所述模仁移动，所述上模单元包括位于所述模仁上方的上模板，及由所述上模板朝所述下模单元凸伸的上冲头，所述锻压制品背压辅助成形模组还包含调变单元，所述调变单元用于使所述下模单元的所述顶出板向下移动的速度大于所述上模单元带动所述背压板向下移动的速度。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
较佳地，前述的锻压制品背压辅助成形模组，其中所述调变单元包括多个设置于所述下模单元的顶出板上的从动件、多个设置于所述上模单元的上模板上的驱动件，及多个变速机构，每一个变速机构设置于其中一个从动件及相对应的一个驱动件间。
较佳地，前述的锻压制品背压辅助成形模组，其中所述从动件具有形成于外表面的从动齿条。
较佳地，前述的锻压制品背压辅助成形模组，其中所述驱动件具有形成于外表面且朝向相对应所述从动齿条的驱动齿条。
较佳地，前述的锻压制品背压辅助成形模组，其中所述变速机构具有与相对应所述从动齿条相啮合的第一齿轮，及与所述第一齿轮及相对应所述驱动齿条相啮合的第二齿轮，且所述第一齿轮的齿数小于所述第二齿轮的齿数。
较佳地，前述的锻压制品背压辅助成形模组，其中所述从动件具有朝向上方的从动斜面，所述驱动件具有朝向下方的驱动斜面，所述变速机构具有横向延伸且两端分别朝向相对应从动件及相对应驱动件的楔形块，所述楔形块具有贴触所述从动件的从动斜面的第一滑移面，及朝向所述驱动件的驱动斜面的第二滑移面。
较佳地，前述的锻压制品背压辅助成形模组，其中所述从动件向下的移动速度大于所述驱动件向下的移动速度。
本发明的另一目的在于提供另一种可降低模具负荷的锻压制品背压辅助成形模组。
本发明锻压制品背压辅助成形模组，包含下模单元及上模单元；其特征在于：所述下模单元包括下模板、位于所述下模板上方的顶出板，两端分别连接所述下模板及所述顶出板的第一弹性件、位于所述顶出板上方的背压板，两端分别连接所述顶出板及所述背压板的第二弹性件，及位于所述顶出板上方且围绕所述背压板而界定出模穴的模仁，所述上模单元包括位于所述模仁上方的上模板，及由所述上模板朝所述下模单元凸伸的上冲头，所述锻压制品背压辅助成形模组还包含调变单元，所述调变单元包括设置于所述下模单元的顶出板上的从动件、设置于所述上模单元的上模板上的驱动件，及变速机构，所述变速机构设置于所述从动件及相对应的所述驱动件间。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
较佳地，前述的锻压制品背压辅助成形模组，其中所述从动件具有形成于外表面的从动齿条。
较佳地，前述的锻压制品背压辅助成形模组，其中所述从动件具有朝向上方的从动斜面，所述驱动件具有朝向下方的驱动斜面，所述变速机构具有横向延伸且两端分别朝向相对应从动件及相对应驱动件的楔形块，所述楔形块具有贴触所述从动件的从动斜面的第一滑移面，及朝向所述驱动件的驱动斜面的第二滑移面。
本发明的有益效果在于：当所述上模单元向下与所述下模单元合模时，所述至少一个第二弹性件受到压缩而产生背压力，接着在压缩到一定程度时，透过所述调变单元使得所述顶出板向下移动的速度大于所述上模单元带动所述背压板向下移动的速度，使得所述至少一个第二弹性件受到的压缩趋缓(或者不再受到压缩)，进而使背压力逐渐减少，达到降低负荷并延长使用寿命的功效。
附图说明
图1是侧视剖面图，说明现有的冷挤压成形模具；
图2是示意图，说明本发明锻压制品背压辅助成形模组的第一实施例；
图3至图5皆是示意图，说明本第一实施例的成形过程；
图6是示意图，说明本发明锻压制品背压辅助成形模组的第二实施例；及
图7至图9皆是示意图，说明本第二实施例的成形过程。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：
参阅图2，为本发明锻压制品背压辅助成形模组的一个第一实施例，包含一个下模单元2、一个可由上而下地与所述下模单元2合模的上模单元3，及一个调变单元4。所述下模单元2包括一个置于平面上的下模板21、一个相间隔地位于所述下模板21上方的顶出板22、多个两端连接所述下模板21及所述顶出板22的第一弹性件23、一个相间隔地位于所述顶出板22上方的背压板24、一个两端分别连接顶出板22及所述背压板24的第二弹性件25，及一个位于所述顶出板22上方且围绕所述背压板24而界定出一个模穴260的模仁26。所述背压板24可于模仁26内相对模仁26移动，所述第二弹性件25是向下穿设所述模仁26以连接所述顶出板22。所述上模单元3包括一个位于所述模仁26上方的上模板31，及一个由所述上模板31朝所述模仁26的模穴260向下凸伸的上冲头32。
所述调变单元4包括多个由所述下模单元2的顶出板22向上延伸的从动件41、多个由所述上模单元3的上模板31向下延伸的驱动件42，及多个设置于所述从动件41及所述驱动件42间的变速机构43。每一个从动件41概呈板状，且具有一个形成于外表面且朝向其中一个相对应驱动件42的从动齿条411，每一个驱动件42概呈板状，且具有一个形成于外表面且朝向所述从动齿条411的驱动齿条421，所述从动齿条411及所述驱动齿条421彼此沿水平方向相间隔。每一个变速机构43设置于其中一个从动件41及与所述从动件41相对应的一个驱动件42间，所述变速机构43具有一个与所述从动件41的从动齿条411相啮合的第一齿轮431，及一个与所述第一齿轮431及所述驱动件42的驱动齿条421相啮合的第二齿轮432。在本第一实施例中，所述第一齿轮431的齿数小于所述第二齿轮432的齿数，举例而言，所述第二齿轮432与所述第一齿轮431的齿数比可选择为3/2,4/3或5/4。
参阅图2、图3，及图4，以下说明本第一实施例的成形过程，首先将一个胚料A置于所述模仁26的模穴260中，接着将所述上冲头32对准所述模穴260后，如图3所示地驱动所述上模板31向下移动。接着所述上模板31继续向下移动并使所述上冲头32凸入所述模穴260内以挤压所述胚料A，使所述胚料A开始填满所述模穴260并向下推动所述背压板24，所述背压板24被向下推动后会如图4所示地压缩所述第二弹性件25，透过所述第二弹性件25产生的弹性力而反向给予所述背压板24向上推抵所述胚料A底部的背压力，因此所述胚料A同时受到所述上冲头32向下的挤压力，及所述背压板24向上的背压力，透过前述双向施力的设计，可提升所述胚料A在流动于所述模穴260内齿形特征(图未示)的成形性，在前述过程中，所述顶出板22受到所述第二弹性件25的向下压力而向下移动，并向下压缩所述第一弹性件23而产生缓冲力。
参阅图3、图4，及图5，接着，在所述背压板24继续移动至下死点的过程中(由图4至图5)，所述驱动件42分别与所述第二齿轮432相啮合，并透过所述第一齿轮431分别带动所述从动件41向下移动，故所述顶出板22同时被所述第二弹性件25及所述从动件41带动而向下移动，由于所述第一齿轮431的齿数小于所述第二齿轮432的齿数，故所述第一齿轮431的转速大于所述第二齿轮432，并使所述顶出板22向下移动的速度较所述上模板31向下移动的速度快，这使得所述背压板24被所述上冲头32向下推动的速度较所述顶出板22向下移动的速度慢，使所述第二弹性件25被压缩的情形逐渐减缓，随着所述背压板24及所述顶出板22间的距离由相互靠近转为相互远离，所述第二弹性件25也由被压缩转为不受压，进而使所述第二弹性件25提供的背压力逐渐减少，如此当可避免因背压力逐渐增加而对所述锻压制品背压辅助成形模组造成负荷，延长使用寿命，且本第一实施例的结构简单，不需其他辅助动力，可降低制造成本，并使工序在一个道次中完成。
参阅图6，为本发明锻压制品背压辅助成形模组的一个第二实施例，所述第二实施例大致上是与所述第一实施例相同，不同的地方在于：所述第二实施例的每一个从动件41不具有齿条结构，而是具有一个朝向上方的从动斜面412，每一个驱动件42亦不具有齿条结构，而是具有一个朝向下方的驱动斜面422。每一个变速机构43具有一个两端分别朝一个相对应的从动件41及一个相对应的驱动件42水平延伸的楔形块433。所述楔形块433具有一个贴触所述从动件41的从动斜面412的第一滑移面434，及一个朝向所述驱动件42的驱动斜面422的第二滑移面435。举例而言，所述从动斜面412和第一滑移面434与水平的夹角皆为60度，所述驱动斜面422和第二滑移面435与水平的夹角皆为45度。
参阅图7、图8，及图9，当所述第二实施例合模时，同样是先使所述胚料A受到所述上冲头32的向下挤压力，及所述背压板24的向上背压力，接着在所述驱动件42的驱动斜面422分别与所述楔形块433的第二滑移面435接触后，每一个驱动斜面422推动相对应第二滑移面435，使相对应楔形块433沿水平方向向外移动，接着所述楔形块433的第一滑移面434推抵相对应从动件41的从动斜面412，并使所述从动件41以较所述上模板31要快的速度向下移动。
所述第二实施例透过具有斜面的所述楔形块433来连动所述顶出板22，使所述背压板24的向下移动速度小于所述顶出板22的向下移动速度，从而使所述第二弹性件25的弹性力逐渐减少，因而能达到逐渐减缓背压力以避免造成过大的负荷的功效。综上所述，本发明透过所述变速机构43使所述背压板24向下移动的速度小于所述顶出板22的向下移动速度，从而可减缓背压力且有利于齿形特征的形成，并能透过单一道次完成锻造，结构简单而能降低生产成本，故确实能达成本发明的目的。
Claims (10)
1.一种锻压制品背压辅助成形模组，包含下模单元及上模单元；其特征在于：所述下模单元包括下模板、位于所述下模板上方的顶出板，两端分别连接所述下模板及所述顶出板的第一弹性件、位于所述顶出板上方的背压板，两端分别连接所述顶出板及所述背压板的第二弹性件，及位于所述顶出板上方且围绕所述背压板而界定出模穴的模仁，所述背压板可于所述模仁内相对所述模仁移动，所述上模单元包括位于所述模仁上方的上模板，及由所述上模板朝所述下模单元凸伸的上冲头，所述锻压制品背压辅助成形模组还包含调变单元，所述调变单元用于使所述下模单元的所述顶出板向下移动的速度大于所述上模单元带动所述背压板向下移动的速度。
2.如权利要求1所述的锻压制品背压辅助成形模组，其特征在于：所述调变单元包括多个设置于所述下模单元的顶出板上的从动件、多个设置于所述上模单元的上模板上的驱动件，及多个变速机构，每一个变速机构设置于其中一个从动件及相对应的一个驱动件间。
3.如权利要求2所述的锻压制品背压辅助成形模组，其特征在于：所述从动件具有形成于外表面的从动齿条。
4.如权利要求3所述的锻压制品背压辅助成形模组，其特征在于：所述驱动件具有形成于外表面且朝向相对应所述从动齿条的驱动齿条。
5.如权利要求4所述的锻压制品背压辅助成形模组，其特征在于：所述变速机构具有与相对应所述从动齿条相啮合的第一齿轮，及与所述第一齿轮及相对应所述驱动齿条相啮合的第二齿轮，且所述第一齿轮的齿数小于所述第二齿轮的齿数。
6.如权利要求2所述的锻压制品背压辅助成形模组，其特征在于：所述从动件具有朝向上方的从动斜面，所述驱动件具有朝向下方的驱动斜面，所述变速机构具有横向延伸且两端分别朝向相对应从动件及相对应驱动件的楔形块，所述楔形块具有贴触所述从动件的从动斜面的第一滑移面，及朝向所述驱动件的驱动斜面的第二滑移面。
7.如权利要求2所述的锻压制品背压辅助成形模组，其特征在于：所述从动件向下的移动速度大于所述驱动件向下的移动速度。
8.一种锻压制品背压辅助成形模组，包含下模单元及上模单元；其特征在于：所述下模单元包括下模板、位于所述下模板上方的顶出板，两端分别连接所述下模板及所述顶出板的第一弹性件、位于所述顶出板上方的背压板，两端分别连接所述顶出板及所述背压板的第二弹性件，及位于所述顶出板上方且围绕所述背压板而界定出模穴的模仁，所述上模单元包括位于所述模仁上方的上模板，及由所述上模板朝所述下模单元凸伸的上冲头，所述锻压制品背压辅助成形模组还包含调变单元，所述调变单元包括设置于所述下模单元的顶出板上的从动件、设置于所述上模单元的上模板上的驱动件，及变速机构，所述变速机构设置于所述从动件及相对应的所述驱动件间。
9.如权利要求8所述的锻压制品背压辅助成形模组，其特征在于：所述从动件具有形成于外表面的从动齿条。
10.如权利要求8所述的锻压制品背压辅助成形模组，其特征在于：所述从动件具有朝向上方的从动斜面，所述驱动件具有朝向下方的驱动斜面，所述变速机构具有横向延伸且两端分别朝向相对应从动件及相对应驱动件的楔形块，所述楔形块具有贴触所述从动件的从动斜面的第一滑移面，及朝向所述驱动件的驱动斜面的第二滑移面。
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| TWI667086B (zh) | 2019-08-01 |
| TW202015825A (zh) | 2020-05-01 |
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