CN111761016A - 一种用于齿轮精锻成型的组合模具及其使用方法 - Google Patents

一种用于齿轮精锻成型的组合模具及其使用方法 Download PDF

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王宝雨
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Abstract

本发明涉及一种用于齿轮精锻成型的组合模具及其使用方法，包括固定在锻压机底座上的下模以及固接在锻压机冲头下端的上模，所述下模的上端面设有位于中心的下模内凸台以及环形的下模外凸台，上模的下端面设有与下模内凸台对应的上模内凸台以及与下模外凸台对应的上模外凸台，所述下模上套设有外模底板，外模底板的下端面装有气垫，外模底板的上端面固接有圆环形的齿形外模，齿形外模的内圈设有外模内齿，外模内齿的下端设有倒角，倒角上设有切割刃，上模的外径大于齿形外模的内径，外模内齿的下端与上模外凸台的高差大于坯料的厚度，本发明锻压效率高、齿形填充饱满，且加工后的齿形强度高，寿命长。

Description

一种用于齿轮精锻成型的组合模具及其使用方法
技术领域
本发明涉及锻造技术领域，尤其涉及到齿轮锻造领域，具体是指一种用于齿轮精锻成型的组合模具及其使用方法。
背景技术
目前，国内齿轮的生产制造大部分还是依靠传统机械切削的方式，仅有一小部分采用精锻方式成型。传统机械切削的方式存在齿形强度低、加工效率低等缺点，齿轮精锻改善了齿轮性能，生产效率高，节能环保，但由于存在较高的技术壁垒，如齿形填充不满、模具寿命短、齿坯出模困难等，齿轮精密成型技术难以得到推广应用。
目前许多齿轮由内圈、外圈以及连接内圈和外圈的连接板组成，内圈上设有中心孔，外圈的外圆周面设有外齿。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种效率高、齿形填充饱满的用于齿轮精锻成型的组合模具及其使用方法。
本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种用于齿轮精锻成型的组合模具，包括固定在锻压机底座上的下模以及固接在锻压机冲头下端的上模，所述下模的上端面设有位于中心的下模内凸台以及环形的下模外凸台，上模的下端面设有与下模内凸台对应的上模内凸台以及与下模外凸台对应的上模外凸台，所述下模上套设有外模底板，外模底板的下端面装有气垫，外模底板的上端面固接有圆环形的齿形外模，齿形外模的内圈设有外模内齿，外模内齿的下端设有倒角，倒角上设有切割刃，上模的外径大于齿形外模的内径，外模内齿的下端与上模外凸台的高差大于坯料的厚度。
本方案中的上模带动齿形外模向下移动，通过外模内齿下端倒角的切割刃将坯料的外圈切割出部分齿形，并使外模内齿插入切割的齿形中，然后通过中心孔和连接板挤压时将坯料挤压进外模内齿中，从而使齿形进一步成型，外模内齿的下端与上模外凸台的高差大于坯料的厚度，从而使上模外凸台与坯料接触之前，外模内齿完全插入坯料中并切割出部分齿形。
作为优化，所述内齿的下端的倒角与竖直面的夹角小于30度。本方案中内齿的下端的倒角与竖直面的夹角小于30度，从而便于倒角上的切割刃切割出部分齿形。
作为优化，所述下模上端的外圆周面上设有与外模内齿适配的下模外齿。本方案中的下模外齿与外模内齿配合，从而便于外模内齿向下移动，并且通过下模外齿进入外模内齿中，防止坯料挤压时向外模内齿下方填充。
作为优化，所述上模的下端面设有上模冲头，上模冲头的外圈与外模内齿的内圈适配，所述上模内凸台和上模外凸台设置在上模冲头的下端面。本方案中上模冲头的外圈与外模内齿的内圈适配，从而通过上模冲头封住外模内齿的内圈，防止坯料挤压时向上填充。
作为优化，所述外模底板的上端面设有定位槽，所述定位槽的内圈与齿形外模的外圈适配。本方案中设置的定位槽便于外模底板与齿形外模的定位，使定位精确。
作为优化，所述齿形外模通过螺栓与外模底板固接。本方案中齿形外模通过螺栓与外模底板固接，便于齿形外模的拆装。
作为优化，所述上模上套设有上模固定板，上模固定板通过螺栓与锻压机冲头固接，上模的上端设有位于上模固定板内的上模固定台。本方案中的上模固定板用于将上模固定在锻压机冲头上。
作为优化，所述下模内凸台的上端和下模外凸台的上端平齐。本方案中下模内凸台的上端和下模外凸台的上端平齐，便于将坯料放置稳定。
一种用于齿轮精锻成型的组合模具的使用方法，包括如下步骤：
a.将坯料放置到下模的上端面；
b.将齿形外模放置到外模底板上，并通过螺栓紧固；
c.通过锻压机冲头带动上模下压，通过上模压到齿形外模的上端面并带动齿形外模向下运动；
d.通过外模内齿下端倒角的切割刃将坯料的外圈切割出部分齿形，并使外模内齿插入切割的齿形中；
e.齿形外模继续向下运动，通过上模内凸台和下模内凸台挤压出中心孔，并通过下模外凸台和上模外凸台挤压出连接板，并通过挤压时将坯料挤压进外模内齿中，从而使齿形进一步成型；
f.锻压机冲头上升，通过气垫将齿形外模顶起，拆下齿形外模，将锻压后的工件取出。
本发明的有益效果为：本发明的一种用于齿轮精锻成型的组合模具及其使用方法，通过外模内齿下端倒角的切割刃将坯料的外圈切割出部分齿形，并使外模内齿插入切割的齿形中，然后通过中心孔和连接板挤压时将坯料挤压进外模内齿中，从而使齿形进一步成型，本发明锻压效率高、齿形填充饱满，且加工后的齿形强度高，寿命长。
附图说明
图1为本发明锻压前结构示意图；
图2为本发明锻压过程中结构示意图；
图3为本发明锻压后结构示意图；
图4为本发明齿形外模结构示意图；
图5为本发明外模底板结构示意图；
图6为本发明下模结构示意图；
图7为本发明上模结构示意图；
图8为本发明加工后成品剖视图；
图9为本发明加工后成品俯视图；
图中所示：
1、齿形外模，2、外模底板，3、下模，4、气垫，5、底板，6、上模，7、上模固定板，8、坯料，11、外模内齿，21、定位槽，31、下模外齿，32、下模内凸台，33、下模外凸台，61、上模冲头，62、上模内凸台，63、上模外凸台，81、内圈，82、外圈，83、连接板，84、中心孔。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
如图1~9所示，本发明的一种用于齿轮精锻成型的组合模具，包括固定在锻压机底座上的下模3以及固接在锻压机冲头下端的上模6。
所述上模6为圆柱形，上模的顶部顶在锻压机冲头下端面，所述上模6上套设有上模固定板7，上模固定板7通过螺栓与锻压机冲头固接，上模6的上端设有位于上模固定板7内的上模固定台，上模固定板7上开有阶梯孔，上模6穿过阶梯孔，上模固定台位于阶梯孔的大孔内，上模固定板7紧固在锻压机冲头上时，将上模6压紧在锻压机冲头上。。
下模3与锻压机底座之间装有底板5，下模3与底板通过螺栓连接，底板5与锻压机底座通过螺栓连接。
所述下模3的上端面设有位于中心的下模内凸台32以及环形的下模外凸台33，所述下模内凸台32的上端和下模外凸台33的上端平齐，下模内凸台32用于冲压出成品的中心孔84下半部分，下模外凸台33用于冲压出成品的连接板83的下端面。
上模6的下端面设有与下模内凸台32对应的上模内凸台62以及与下模外凸台33对应的上模外凸台63，上模内凸台62用于冲压出成品的中心孔84上半部分，上模外凸台63用于冲压出成品的连接板83的上端面。
所述下模3上套设有外模底板2，外模底板2为圆环形板，外模底板2的内圈套设在下模3的外圆周面上，从而使外模底板2可以上下移动，外模底板2的下端面装有气垫4，气垫4放置在底板5上。
所述外模底板2的上端面设有定位槽21，定位槽21为圆形沉孔，所述定位槽21的内圈与齿形外模1的外圈适配。
所述齿形外模1通过螺栓与外模底板2固接。
外模底板2的上端面固接有圆环形的齿形外模1，齿形外模1的内圈设有外模内齿11，外模内齿11的齿形与需要锻压的成品的外齿相配合，外模内齿11的下端设有倒角，倒角与竖直面的夹角小于30度，倒角上设有切割刃，锻压前的坯料8外径介于齿形外模1内径和外模内齿11内径之间，通过切割刃对坯料8外圆进行切割，并将外模内齿11插入坯料8中，从而切割出部分齿形。
上模6的外径大于齿形外模1的内径，从而通过上模6带动齿形外模1向下移动。
外模内齿11的下端与上模外凸台63的高差大于坯料8的厚度，当上模6压在齿形外模1上端面时，上模外凸台63的底面高于外模内齿11的下端，并且外模内齿11的上端高于坯料8的上端，从而使上模外凸台63刚开始与坯料8接触时，外模内齿11的下端已经插入坯料的下方。
所述下模3上端的外圆周面上设有与外模内齿11适配的下模外齿31，外模内齿11的下端超出坯料下端的部分插入下模外齿31中，从而通过下模外齿31填充在外模内齿11中，防止外模内齿11齿形内部的坯料向下扩散。
所述上模6的下端面设有上模冲头61，上模冲头61的外圈与外模内齿11的内圈适配，所述上模内凸台62和上模外凸台63设置在上模冲头61的下端面。
本发明的使用方法：
将圆柱形的坯料8放置到下模3的上端面，并保持坯料8与下模3同心，将齿形外模1放置到外模底板2上，并通过螺栓紧固。
通过锻压机冲头带动上模6下压，通过上模6压到齿形外模1的上端面并带动齿形外模1向下运动。通过外模内齿11下端倒角的切割刃将坯料的外圈切割出部分齿形，并使外模内齿11插入切割的齿形中。
齿形外模1继续向下运动，通过上模内凸台62和下模内凸台32挤压出中心孔，并通过下模外凸台33和上模外凸台63挤压出连接板，并通过挤压时将坯料挤压进外模内齿11中，从而使齿形进一步成型。
锻压机冲头上升，通过气垫4将齿形外模1顶起，拆下齿形外模1，将锻压后的工件取出，然后进行切边操作，由于锻压后的中心孔未贯穿，需要对中心孔进行冲孔操作。
如果锻压后的工件卡外模内齿11中无法脱落，可以通过工装垫在气垫处顶住外模底板2，防止外模底板向下运动，然后将一个圆柱形的工件放在锻压后的成品上，通过上模向下运动下压圆柱形工件，将锻压后的工件冲出。
当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (9)

1.一种用于齿轮精锻成型的组合模具，其特征在于：包括固定在锻压机底座上的下模（3）以及固接在锻压机冲头下端的上模（6），所述下模（3）的上端面设有位于中心的下模内凸台（32）以及环形的下模外凸台（33），上模（6）的下端面设有与下模内凸台（32）对应的上模内凸台（62）以及与下模外凸台（33）对应的上模外凸台（63），所述下模（3）上套设有外模底板（2），外模底板（2）的下端面装有气垫（4），外模底板（2）的上端面固接有圆环形的齿形外模（1），齿形外模（1）的内圈设有外模内齿（11），外模内齿（11）的下端设有倒角，倒角上设有切割刃，上模（6）的外径大于齿形外模（1）的内径，外模内齿（11）的下端与上模外凸台（63）的高差大于坯料（8）的厚度。
2.根据权利要求1所述的一种用于齿轮精锻成型的组合模具，其特征在于：所述内齿（11）的下端的倒角与竖直面的夹角小于30度。
3.根据权利要求1所述的一种用于齿轮精锻成型的组合模具，其特征在于：所述下模（3）上端的外圆周面上设有与外模内齿（11）适配的下模外齿（31）。
4.根据权利要求1所述的一种用于齿轮精锻成型的组合模具，其特征在于：所述上模（6）的下端面设有上模冲头（61），上模冲头（61）的外圈与外模内齿（11）的内圈适配，所述上模内凸台（62）和上模外凸台（63）设置在上模冲头（61）的下端面。
5.根据权利要求1所述的一种用于齿轮精锻成型的组合模具，其特征在于：所述外模底板（2）的上端面设有定位槽（21），所述定位槽（21）的内圈与齿形外模（1）的外圈适配。
6.根据权利要求1所述的一种用于齿轮精锻成型的组合模具，其特征在于：所述齿形外模（1）通过螺栓与外模底板（2）固接。
7.根据权利要求1所述的一种用于齿轮精锻成型的组合模具，其特征在于：所述上模（6）上套设有上模固定板（7），上模固定板（7）通过螺栓与锻压机冲头固接，上模（6）的上端设有位于上模固定板（7）内的上模固定台。
8.根据权利要求1所述的一种用于齿轮精锻成型的组合模具，其特征在于：所述下模内凸台（32）的上端和下模外凸台（33）的上端平齐。
9.一种用于齿轮精锻成型的组合模具的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
a.将坯料（8）放置到下模（3）的上端面；
b.将齿形外模（1）放置到外模底板（2）上，并通过螺栓紧固；
c.通过锻压机冲头带动上模（6）下压，通过上模（6）压到齿形外模（1）的上端面并带动齿形外模（1）向下运动；
d.通过外模内齿（11）下端倒角的切割刃将坯料的外圈切割出部分齿形，并使外模内齿（11）插入切割的齿形中；
e.齿形外模（1）继续向下运动，通过上模内凸台（62）和下模内凸台（32）挤压出中心孔，并通过下模外凸台（33）和上模外凸台（63）挤压出连接板，并通过挤压时将坯料挤压进外模内齿（11）中，从而使齿形进一步成型；
f.锻压机冲头上升，通过气垫（4）将齿形外模（1）顶起，拆下齿形外模（1），将锻压后的工件取出。
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