CN113084067B - 一种中重型车用零件盲孔内花键模具及加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中重型车用零件盲孔内花键模具及加工方法,包括用于中重型车用零件预成型齿坯外形及内花键齿形的温锻/热锻模具和冷精整花键部位的冷锻模具;温锻/热锻/冷锻模具包括同轴设置的上模单元和下模单元,上模单元与下模单元相互配合形成零件成型型腔;上模单元包括上过渡模座和可拆卸设置在上过渡模座底部的上模;下模单元包括子模座,子模座上通过定位块连接设置齿模。本发明对外形尺寸和花键尺寸均较大的中重型车领域盲孔内花键零件,用精密塑性成型工艺替代插齿工艺,大幅提升内花键加工效率;花键部位及底部退刀槽均免于加工,金属流线在齿形和齿向方向完整均匀,可进一步提升花键强度。
Description
技术领域
本发明属于汽车零部件加工技术领域,具体地涉及一种中重型车用零件盲孔内花键模具及加工方法。
背景技术
内孔花键类产品广泛应用在商用车、轿车、摩托车等领域,主要有通孔内花键和盲孔内花键两大类。其中,通孔内花键采用拉削工艺加工,精度稳定,生产效率高。盲孔内花键中的摩托车等微小型齿轮产品,其外形尺寸<Ф100、花键规格<Ф40,可采用冷挤压工艺成型,表面光洁度可在Ra0.8~1.6,工艺较为成熟。
而在中重卡、大型客车、轻卡等商用车、以及家用轿车变速器领域,尚无盲孔内花键精密成型相关研究,存在的主要问题是:
(1)其外形尺寸Φ130~Φ300、花键尺寸Ф50~Ф150,甚至更大,远远超出冷挤压这类纯冷态成型工艺的工作范畴。目前此类内花键产品均为插齿工艺,根据花键规格大小,单件插齿加工时间一般1.5min~10min,加工周期长且需频繁修磨刀具,生产效率很低。
(2)由于是盲孔内花键,插齿时必须在花键轴向底部预留一定宽度(一般≥4mm)的越程槽,在插花键之前的车工序用切槽刀车出,用时0.5min~1.5min,费时费力。
(3)插齿加工所用插刀需多次修刀以延长其总使用寿命,但插刀一次使用寿命一两百件到两千多件,寿命较低且随花键参数不同、刀具材质不同、刀具涂层不同而波动很大。
(4)盲孔内花键轴向底部越程槽所用切槽刀寿命低,成本高。
(5)插齿为去量加工,沿齿形齿廓的流线被切断,花键强度降低。
(6)花键轴向底部切槽,将齿向方向的完整流线切断,花键强度进一步降低。
发明内容
针对现阶段存在的技术问题,本发明的目的是提供一种中重型车用零件盲孔内花键模具及加工方法。
为了实现上述目的,本发明公开以下技术方案:
一种零件盲孔内花键加工用模具,包括用于中重型车用零件预成型齿坯外形及内花键齿形的温锻/热锻模具和冷精整花键部位的冷锻模具;
所述的温锻/热锻模具包括同轴设置的第一上模单元和第一下模单元,所述的第一上模单元位于第一下模单元上方,所述的第一上模单元与所述的第一下模单元相互配合形成零件齿坯成型型腔;
所述的第一上模单元包括上过渡模座和可拆卸设置在所述上过渡模座底部的第一上模;
所述的第一下模单元包括子模座,所述的子模座上通过第一定位块连接设置第一齿模,所述的第一齿模设置在所述第一定位块内部中心位置,所述的第一齿模与所述的第一上模共同预成型零件齿坯外形及内花键齿形;
所述的子模座内部穿设第一顶出件,所述的第一顶出件穿过所述的第一定位块将位于所述第一齿模上的零件顶出,所述的第一齿模外周围设置第一支撑件,所述第一定位块上设置第一应力件,所述的第一支撑件用于支撑所述第一定位块上的第一应力件,所述的第一应力件通过压紧件进行压紧固定,所述的第一应力件用于提供径向约束成型零件齿胚外圆。
进一步的,所述的第一顶出件包括依次连接设置的第一顶出环、第一顶杆和第二顶杆,所述的第二顶杆设置在所述的子模座内,所述的第一顶杆穿设在所述第一定位块内,所述的第一顶出环套设在所述的第一齿模上,并设置在所述第一齿模与所述第一镶块之间,所述的第一顶出环底部设置防止第一顶出环脱落的限位台;
所述的第二顶杆可以伸入所述的第一定位块内,并将穿设在所述第一定位块内的第一顶杆顶出,所述的第一顶杆将第一顶出环顶出进而将第一顶出环上的零件顶出。
具体的,所述的第二顶杆包括杆体,与杆体运动方向垂直的杆体中段上设置顶出台,所述的顶出台与所述的第一顶杆底部抵接,所述的杆体顶部与所述的第一定位块底部凹部相嵌合。
进一步的,所述的第一应力件包括第一应力外圈和第一镶块,所述的第一应力外圈和第一镶块与所述的第一齿模同轴,沿所述的第一齿模周向设置,所述的第一镶块设置在所述第一应力外圈内侧。
进一步的,所述的压紧件包括压紧圈,所述的压紧圈的形状为半扇形,所述的压紧圈上下两端内侧设置凸起,所述的第一应力外圈和第一定位块的外圆均设置环槽,所述的凸起与所述的环槽相卡和,进行第一应力外圈、第一定位块和压紧圈的连接和紧固;
所述的压紧圈通过第二螺钉固定在所述的第一定位块外圆上。
更进一步的,所述的冷锻模具包括同轴设置的第二上模单元和第二下模单元,所述的第二上模单元位于第二下模单元上方,所述的第二上模单元与所述的第二下模单元相互配合对零件齿坯进行冷精整;
所述的第二上模单元包括上模板,所述的上模板通过定位件连接第二上模,所述的第二上模外部设置第二应力件,所述的第二应力件包括第二应力外圈和第一套筒,所述的第一套筒套在所述的定位件外,所述的第二应力外圈套设在所述的第二上模外,所述的第二应力外圈通过第一压紧螺母进行压紧固定。
具体的,所述的第二下模单元包括工作台和第二顶出件,所述的工作台上依次设置下模板和第三定位块,所述的第三定位块内部设置用于放置零件齿胚的第二齿模,所述第二顶出件依次穿过下模板和第三定位块向上运动;
所述的第二齿模外设置第三应力件,所述的第三应力件包括沿顶出方向由内向外设置的第二镶块和第三应力外圈;
所述的第二应力件、第二上模、第二顶出件和第三应力件共同用于成型零件齿坯外圆。
进一步的,所述的第二顶出件包括由下至上依次设置的第五顶杆、第四顶杆、第三顶杆和第二顶出环,所述的第五顶杆与所述的下模板之间设置顶杆衬套。
具体的,所述的第三定位块与所述的第三应力件之间设置第二支撑件,所述的第三应力件通过第二压紧螺母进行固定压紧。
一种中重型车用零件盲孔内花键的加工方法,包括以下步骤:
步骤1、将坯料加热至800℃~1200℃,放入本发明所述的温锻/热锻模具内,预成型齿坯外形及内花键齿形;
步骤2、对温锻/热锻后的齿坯进行正火或球化退火、抛丸、表面润滑处理;
步骤3、使用本发明所述的冷锻模具在室温下对齿坯花键部位进行冷精整,完成中重型车用零件盲孔内花键的加工。
本发明与现有技术相比具有以下的有益效果:
本发明对外形尺寸和花键尺寸均较大的中重型车领域盲孔内花键零件,采用温锻/热锻实现大的变形量成型齿坯以保证零件的外形尺寸,同时预成型内花键齿形,再在室温下对花键部位进行冷精整。选用本发明的模具,即采用环形多点顶出结构进行顶出,保证内花键齿模的强度、使用寿命、顶出稳定性等。
本发明用精密塑性成型工艺替代插齿工艺,大幅提升内花键加工效率;花键部位及底部退刀槽均免于加工,金属流线在齿形和齿向方向完整均匀,可进一步提升花键强度;精整后花键部位齿形Fα、齿向Fβ、累积Fp、径跳Fr、齿表面粗糙度等均满足产品设计要求。由于涉及的零件种类较多,本项目的实际应用前景非常广阔。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本公开,但并不构成对本公开的限制。在附图中:
图1为温锻/热锻模具结构示意图;
图2为冷锻模具结构示意图;
图3为压紧圈结构示意图;
图4为冷锻模具第二齿模的口部的入模导向示意图;
图5为插齿加工内花键时预留越程槽;
图6为本发明加工的内花键,花键可适当延长,且无需越程槽;
图7为插齿加工的花键齿廓的流线被切断;
图8为本发明加工的花键齿廓的流线沿齿廓完整均匀;
图9为插齿加工的花键轴向流线被切断;
图10为本发明加工的花键齿部免加工且无需越程槽,金属流线完整均匀;
图11为本发明加工的中重型车用零件。
附图中各标号表示:
1、第一上模单元;11、上过渡模座;12、第一上模;13、第一固定圈;14、第一垫圈;15、第一螺钉;2、第一下模单元;21、第一应力件;21-1、第一应力外圈;21-2、第一镶块;22、压紧件;22-1、压紧圈;22-2、第二螺钉;23、第一顶出件;23-1、第一顶出环;23-2、第一顶杆;23-3、第二顶杆;24、第一支撑件;24-1、第二垫圈;24-2、第一垫块;24-3、第一定位销;25、第一齿模;26、第一定位块;27、子模座;3、第二上模单元;31、上模板;32、定位件;32-1、第二定位块;32-2、第二定位销;33、连接件;33-1、第一螺栓;33-2、第一螺母;34、第二应力件;34-1、第二应力外圈;34-2、第一套筒;34-3、第一压紧螺母;35、第二上模;4、第二下模单元;41、第二齿模;42、工作台;42-1、第二螺栓;42-2、第三垫圈;43、第二顶出件;43-1、第二顶出环;43-2、第三顶杆;43-3、第四顶杆;43-4、顶杆衬套;43-5、第五顶杆;44、第三应力件;44-1、第二镶块;44-2、第三应力外圈;45、第二支撑件;45-1、第四垫圈;45-2、第二垫块;45-3、第二压紧螺母;46、下套筒;47、第三定位块;48、下模板。
具体实施方式
需要说明,本发明在进行方位描述时,术语“上端”、“下端”、等指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。如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。
在本发明中,温锻/热锻模具中温锻的温度范围一般为800℃~950℃,热锻的温度范围为一般950℃~1200℃。
在本发明中,中重型车用零件外形尺寸Φ130~Φ300、花键尺寸Ф50~Ф150,甚至更大。如图11所示,零件一般为圆盘状,外圆带有齿形(图中未画出),内孔带有内花键,外圆和内孔之间可有环槽、小孔,内孔可带有台阶等结构。对于温锻/热锻工序,该型腔大小是在零件齿坯基础上增加热胀量及冷精整量,对于冷锻工序,该型腔大小与零件齿坯(含花键齿形)外形相匹配。
压紧件22和第三应力件44的外圆为零件齿坯外径的2~2.5倍,压紧件22和第三应力件44的内径为齿坯外圆直径,对温锻/热锻模具,根据线膨胀系数,适当增加热胀量,线膨胀系数是指材料在单位长度里温度每升高或降低一摄氏度时,伸长或缩短的距离,本发明选用钢材,钢材的线膨胀系数为1.1×10-5/℃,同时预留冷精整量。
在本发明中,热锻模具为冷锻工序预留单边0.1~0.2mm的冷精整量,其余部位在产品尺寸基础上预留0.5~1.0mm;单边是指沿齿廓半径方向上预先调整模具尺寸,沿齿廓加/减(即偏移)0.1~0.2mm。其余除花键(后续免加工)之外齿坯的其他部位在产品尺寸基础上留量0.5~1.0mm;产品尺寸是指机加工完之后最终的零件轮廓。
该阶段采用温锻/热锻实现大的变形量成型齿坯以保证零件的外形尺寸,同时预成型内花键齿形。
产品设计完成之后,考虑具体的加工工艺,相较于传统的插齿工艺,如内花键,齿坯需要把齿槽部位填满并把内径适当减小,然后机加工再用插齿加工出花键。而本发明直接将内花键锻出来,不再使用插齿机加工这道工序。
在考虑第一上模12和第二上模35进入导向段和顶出环进入的导向段后,第三应力件44的厚度比齿坯厚度厚15mm以上;第一齿模25和第二齿模41的外径大于花键的直径。
实施例1
本实施例公开了一种中重型车用零件盲孔内花键模具,包括用于中重型车用零件齿坯预成型外形及内花键齿形的温锻/热锻模具和冷精整花键部位的冷锻模具;
结合图1~2所示,温锻/热锻模具包括同轴设置的第一上模单元1和第一下模单元2,第一上模单元1位于第一下模单元2上方,第一上模单元1与第一下模单元2相互配合形成零件齿坯成型型腔;在本实施例中,如图11所示,所加工的中重型车用零件,为外圆带齿形(图中未画出)、内孔带台阶、一个面带环槽的圆盘;具体可以为外圆为Φ135,内花键约Φ82。对于温锻/热锻工序,该型腔大小是在零件齿坯基础上增加热胀量及冷精整量,对于冷锻工序,该型腔大小与零件齿坯(含花键齿形)外形相匹配。
第一上模单元1包括上过渡模座11和可拆卸设置在上过渡模座11底部的第一上模12;第一上模12通过第一固定圈13和第一螺钉15进行固定。
第一下模单元2包括子模座27,子模座27上通过第一定位块26连接设置第一齿模25,第一齿模25设置在第一定位块26内部中心位置,第一齿模25与第一上模12共同预成型零件齿坯外形及内花键齿形;
子模座27内部穿设第一顶出件23,第一顶出件23穿过第一定位块26将位于第一齿模25上的零件齿胚顶出,第一齿模25外周围设置第一支撑件24,第一定位块26上设置第一应力件21,第一支撑件24用于支撑第一定位块26上的第一应力件21,第一应力件21通过压紧件22与第一定位块26进行压紧固定,第一应力件21用于成型零件齿胚外圆,起到保护模具,稳定外圆尺寸的作用。同时,在成型时,第一应力件21用于提供径向约束成型零件齿胚外圆。
第一支撑件24包括第二垫圈24-1和是指在第二垫圈24-1底部的第一垫块24-2,所述的第一垫块24-2通过第一定位销24-3进行固定。
进一步的,第一顶出件23包括依次连接设置的第一顶出环23-1、第一顶杆23-2和第二顶杆23-3,第二顶杆23-3设置在子模座27内,第一顶杆23-2穿设在第一定位块26内,具体是设置在第一定位块26上的过孔内,第一顶杆23-2与第一定位块26间隙配合,第一定位块26上的过孔用于定位和导向第一顶杆。第一定位销24-3用于定向,保证第一垫块24-2和第一定位块26的方位,第一顶杆23-2的数量一般会多于2个,第一定位块26上的过孔数量与之相同,定位销24-3保证了第一顶杆23-22向上顶出和向下复位的顺畅进行。
第一顶出环23-1套设在第一齿模25上,并设置在第一齿模25与第一镶块21-2之间,第一顶出环23-1底部设置防止第一顶出环23-1脱落的限位台;综合考虑到顶出件其本身的强度、顶出行程等因素,第一顶出环23-1的高度>50mm,限位台顶端向上可移动的位移为大于花键深度与安全间隙之和,安全间隙≥5mm,可以很好的将零件齿坯顶出。
第二顶杆23-3可以伸入第一定位块26内,并将穿设在第一定位块26内的第一顶杆23-2顶出,第一顶杆23-2将第一顶出环23-1顶出进而将第一顶出环23-1上的零件齿坯顶出。
具体的,第二顶杆23-3包括杆体,与杆体运动方向垂直的杆体中段上设置顶出台,顶出台与第一顶杆23-2底部抵接,杆体顶部与第一定位块26底部凹部相嵌合。
综合考虑其本身的强度、顶出行程、模具空间布局等因素,该顶出台的长度大于20mm,杆体向上顶出的位移与限位台向上顶出的位移相同。
进一步的,第一应力件21包括第一应力外圈21-1和第一镶块21-2,第一应力外圈21-1和第一镶块21-2与第一齿模25同轴,沿第一齿模25周向设置,第一镶块21-2设置在第一应力外圈21-1内侧,第一应力外圈21-1和第一镶块21-2之间是过盈配合。
进一步的,压紧件22包括压紧圈22-1,压紧圈22-1的形状为扇形,压紧圈22-1上下两端内侧设置凸起,第一应力外圈21-1和第一定位块26的外圆均设置环槽,凸起与所述的环槽相卡和,进行第一应力外圈21-1、第一定位块26和压紧圈22-1的连接和紧固;压紧圈22-1的数量为2个,示意图如图3所示,为了保证压紧面积,1个压紧圈22-1的弧度可以为三分之一圆弧。压紧圈22-1通过第二螺钉22-2固定在第一定位块26外圆上。
更进一步的,冷锻模具包括同轴设置的第二上模单元3和第二下模单元4,第二上模单元3位于第二下模单元4上方,第二上模单元3与第二下模单元4相互配合之间对零件齿坯进行冷精整;
第二上模单元3包括上模板31,上模板31通过定位件32连接第二上模35,第二上模35外部设置第二应力件34,第二应力件34包括第二应力外圈34-1和第一套筒34-2,第一套筒34-2套在定位件32外,第二应力外圈34-1套设在第二上模35外,第二应力外圈34-1通过第一压紧螺母34-3进行压紧固定。具体的,定位件32包括第二定位块32-1,第二定位块32-1通过第二定位销32-2进行固定,第二定位快用于定位第二上模35。
具体的,第二下模单元4包括工作台42和第二顶出件43,工作台42上依次设置下模板48和第三定位块47,第三定位块47内部设置用于放置零件齿坯的第二齿模41,第二顶出件43依次穿过下模板48和第三定位块47向上运动;
第二齿模41外设置第三应力件44,第三应力件44包括沿顶出方向由内向外设置的第二镶块44-1和第三应力外圈44-2;第二应力外圈34-1与第三应力外圈44-2是间隙配合,为了在模具上下滑动时起导向作用。
第二应力件34、第三应力件44、第二上模35和第二顶出件43共同用于成型零件齿坯外形。
进一步的,第二顶出件43包括由下至上依次设置的第五顶杆43-5、第四顶杆43-3、第三顶杆43-2和第二顶出环43-1,第五顶杆43-5与下模板48之间设置顶杆衬套43-4。
具体的,第三定位块47与第三应力件44之间设置第二支撑件45,第三应力件44通过第二压紧螺母45-3进行固定压紧。第二支撑件45包括第二垫块45-2,第二垫块45-2上设置第四垫圈45-1,同时采用第二压紧螺母45-3从外侧进行固定压紧。
本实施例还公开一种中重型车用零件盲孔内花键的加工方法,包括以下步骤:
步骤1、将坯料加热至800℃~1200℃,放入本发明温锻/热锻模具内,采用热锻压力机、摩擦压力机、电动螺旋压力机等,压力机滑块下行带动模具合模成型齿坯,即预成型齿坯外形及内花键齿形。
步骤2、对温锻/热锻后的齿坯依次进行正火或球化退火、抛丸、表面润滑处理;为后续的冷精整做好组织及表面润滑准备。
正火是为了细化晶粒,成分均匀化,去除锻造应力,为下步热处理做组织准备。球化退火可以降低正火硬度、改善切削加工性能,消除网状渗碳体,为后续淬火作组织准备,减少淬火开裂变形。
步骤3、将经过步骤2处理的齿坯移入本发明所述的冷锻模具,在室温下,采用精压机或油压机对齿坯花键部位进行冷精整,完成中重型车用零件盲孔内花键的加工。
如图4所示为冷锻模具第二齿模41的口部的入模导向,高度l为3~5mm,与竖直方向的夹角α为5°~10°,此处入模导向的作用:一是冷锻时坯料放入模具中起定位作用,避免齿坯倾斜;二是冷精锻成型过程中,作为精锻花键齿形工作带,修整花键齿形,精锻后齿部从抛丸态的极粗糙表面达到粗糙度Ra0.8~1.6,毛坯表面光洁,实现齿部精度和粗糙度要求;三是可防止花键底部产生多余的堆料。冷锻生产节拍8~20件/min,效率提升二三十倍。
根据花键规格大小,单件插齿加工时间一般1.5min~10min,加工效率低下。而本发明采用温锻/热锻实现大的变形量成型齿坯以保证零件齿坯的外形尺寸,同时预成型内花键齿形,再在室温下对花键部位进行冷精整,精整后花键部位齿形Fα、齿向Fβ、累积Fp、径跳Fr、齿表面粗糙度等均满足产品设计要求。为了保证内花键齿模的强度、使用寿命、顶出稳定性等,优先选用本发明的模具,即采用环形多点顶出结构进行顶出,对于齿模尺寸较大,如大于Φ100,也可考虑用传统的中心顶杆顶出结构。
温锻/热锻齿模单次使用寿命3000~5000件,加工精度要求较低,成本低;冷精整工序齿模单次使用寿命可达到50000件,使用寿命长,不用反复修模。
由于是盲孔内花键,现有的制备中重型车用零件的插齿工艺在插齿时必须在花键轴向底部预留一定宽度(一般≥4mm)的越程槽,在之前的车工序用切槽刀车出,用时0.5min~1.5min,费时费力。见图5。盲孔内花键轴向底部越程槽所用切槽刀寿命低,成本高。插齿为去量加工,沿齿形齿廓的流线被切断,实际工作过程中,当受到转动力矩F时,花键部位受力方向与流线方向平行,花键强度差。见图7。
本发明的内花键沿轴向加长至越程槽底部,越程槽不用加工,可免去切槽工序,缩短机加工时间。见图6。本发明中花键部位免于加工,金属流线沿齿形齿廓完整均匀,实际工作过程中,当受到转动力矩F时,花键部位受力方向与流线方向垂直,花键强度高,提升10%~25%,见图8。
花键轴向底部切槽,将齿向方向的完整流线切断,花键强度进一步降低。见图9。
本发明内花键沿轴向加长至越程槽底部,且不再需要越程槽,金属流线完整均匀,可进一步提升花键强度。见图10。
本发明对外形尺寸和花键尺寸均较大的中重型车领域盲孔内花键零件,用精密塑性成型工艺替代插齿工艺,大幅提升内花键加工效率;花键部位及底部退刀槽均免于加工,金属流线在齿形和齿向方向完整均匀,可进一步提升花键强度;由于涉及的零件种类较多,本项目的实际应用前景非常广阔。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本公开的思想,其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (8)
1.一种中重型车用零件盲孔内花键模具,其特征在于,包括用于中重型车用零件预成型齿坯外形及内花键齿形的温锻/热锻模具和冷精整花键部位的冷锻模具;
所述的温锻/热锻模具包括同轴设置的第一上模单元(1)和第一下模单元(2),所述的第一上模单元(1)位于第一下模单元(2)上方,所述的第一上模单元(1)与所述的第一下模单元(2)相互配合形成零件齿坯成型型腔;
所述的第一上模单元(1)包括上过渡模座(11)和可拆卸设置在所述上过渡模座(11)底部的第一上模(12);
所述的第一下模单元(2)包括子模座(27),所述的子模座(27)上通过第一定位块(26)连接设置第一齿模(25),所述的第一齿模(25)设置在所述第一定位块(26)内部中心位置,所述的第一齿模(25)与所述的第一上模(12)共同预成型零件齿坯外形及内花键齿形;
所述的子模座(27)内部穿设第一顶出件(23),所述的第一顶出件(23)穿过所述的第一定位块(26)将位于所述第一齿模(25)上的零件顶出,所述的第一齿模(25)外周围设置第一支撑件(24),所述第一定位块(26)上设置第一应力件(21),所述的第一支撑件(24)用于支撑所述第一定位块(26)上的第一应力件(21),所述的第一应力件(21)通过压紧件(22)与所述的第一定位块(26)进行压紧固定,所述的第一应力件(21)用于提供径向约束成型零件齿坯外圆;
所述的冷锻模具包括同轴设置的第二上模单元(3)和第二下模单元(4),所述的第二上模单元(3)位于第二下模单元(4)上方,所述的第二上模单元(3)与所述的第二下模单元(4)相互配合对零件齿坯进行冷精整;
所述的第二上模单元(3)包括上模板(31),所述的上模板(31)通过定位件(32)连接第二上模(35),所述的第二上模(35)外部设置第二应力件(34),所述的第二应力件(34)包括第二应力外圈(34-1)和第一套筒(34-2),所述的第一套筒(34-2)套在所述的定位件(32)外,所述的第二应力外圈(34-1)套设在所述的第二上模(35)外,所述的第二应力外圈(34-1)通过第一压紧螺母(34-3)进行压紧固定;
所述的第二下模单元(4)包括工作台(42)和第二顶出件(43),所述的工作台(42)上依次设置下模板(48)和第三定位块(47),所述的第三定位块(47)内部设置用于放置零件齿坯的第二齿模(41),所述第二顶出件(43)依次穿过下模板(48)和第三定位块(47)向上运动;
所述的第二齿模(41)外设置第三应力件(44),所述的第三应力件(44)包括沿顶出方向由内向外设置的第二镶块(44-1)和第三应力外圈(44-2);所述的第二应力件(34)、第三应力件(44)、第二上模(35)和第二顶出件(43)共同用于成型零件齿坯外形。
2.根据权利要求1所述的中重型车用零件盲孔内花键模具,其特征在于,所述的第一顶出件(23)包括依次连接设置的第一顶出环(23-1)、第一顶杆(23-2)和第二顶杆(23-3),所述的第二顶杆(23-3)设置在所述的子模座(27)内,所述的第一顶杆(23-2)穿设在所述第一定位块(26)内,所述的第一顶出环(23-1)套设在所述的第一齿模(25)上,并设置在所述第一齿模(25)与所述第一应力件(21)的第一镶块(21-2)之间,所述的第一顶出环(23-1)底部设置防止第一顶出环(23-1)脱落的限位台;
所述的第二顶杆(23-3)可以伸入所述的第一定位块(26)内,并将穿设在所述第一定位块(26)内的第一顶杆(23-2)顶出,所述的第一顶杆(23-2)将第一顶出环(23-1)顶出进而将第一顶出环(23-1)上的零件齿坯顶出。
3.根据权利要求2所述的中重型车用零件盲孔内花键模具,其特征在于,所述的第二顶杆(23-3)包括杆体,与杆体运动方向垂直的杆体中段上设置顶出台,所述的顶出台与所述的第一顶杆(23-2)底部抵接,所述的杆体顶部与所述的第一定位块(26)底部凹部相嵌合。
4.根据权利要求3所述的中重型车用零件盲孔内花键模具,其特征在于,所述的第一应力件(21)包括第一应力外圈(21-1)和第一镶块(21-2),所述的第一应力外圈(21-1)和第一镶块(21-2)与所述的第一齿模(25)同轴,沿所述的第一齿模(25)周向设置,所述的第一镶块(21-2)设置在所述第一应力外圈(21-1)内侧。
5.根据权利要求4所述的中重型车用零件盲孔内花键模具,其特征在于,所述的压紧件(22)包括压紧圈(22-1),所述的压紧圈(22-1)的形状为扇形,所述的压紧圈(22-1)上下两端内侧设置凸起,所述的第一应力外圈(21-1)和第一定位块(26)的外圆均设置环槽,所述的凸起与所述的环槽相卡合,进行第一应力外圈(21-1)、第一定位块(26)和压紧圈(22-1)的连接和紧固;
所述的压紧圈(22-1)通过第二螺钉(22-2)固定在所述的第一定位块(26)外圆上。
6.根据权利要求1所述的中重型车用零件盲孔内花键模具,其特征在于,所述的第二顶出件(43)包括由下至上依次设置的第五顶杆(43-5)、第四顶杆(43-3)、第三顶杆(43-2)和第二顶出环(43-1),所述的第五顶杆(43-5)与所述的下模板(48)之间设置顶杆衬套(43-4)。
7.根据权利要求6所述的中重型车用零件盲孔内花键模具,其特征在于,所述的第三定位块(47)与所述的第三应力件(44)之间设置第二支撑件(45),所述的第三应力件(44)通过第二压紧螺母(45-3)进行固定压紧。
8.一种中重型车用零件盲孔内花键的加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、将坯料加热至800℃~1200℃,放入权利要求1~7任一所述的模具中的温锻/热锻模具内,预成型零件齿坯外形及内花键齿形;
步骤2、对温锻/热锻后的齿坯依次进行正火或球化退火、抛丸、表面润滑处理;
步骤3、将经过步骤2处理的齿坯移入权利要求1~7任一所述的模具中的冷锻模具,在室温下对齿坯花键部位进行冷精整,完成中重型车用零件盲孔内花键的加工。
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