CN114226612B - 汽车后桥用齿轮锻件的锻造模具及锻造方法及齿轮锻件 - Google Patents
汽车后桥用齿轮锻件的锻造模具及锻造方法及齿轮锻件 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了汽车后桥用齿轮锻件的锻造模具及锻造方法及齿轮锻件，锻造模具包括齿轮雏形锻造模具、冲孔模具、齿形雏形锻造模具。锻造方法包括如下步骤：S1.雏形锻造；S2.回炉；S3.冲孔；S4.二次回炉；S5、齿形雏形锻造。本发明通过采用齿轮雏形锻造模具、冲孔模具和齿形雏形锻造模具汽车后桥用齿轮锻件进行锻造成型，可以方便进行流水线锻造作业，提高齿轮的锻造效率；通过设置电磁加热感应圈，可以确保在锻造过程中，模具的温度能够维持在一个较高的范围内，避免反复的回炉加热的问题，提高效率。
Description
技术领域
本发明涉及汽车后桥用齿轮锻件加工技术领域，特别是涉及汽车后桥用齿轮锻件的锻造模具及锻造方法及齿轮锻件。
背景技术
轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械元件。从动轮是汽车上的一个重要传动零件,广泛应用在重卡车、轻卡车、轿车、摩托车、微型车等领域,需求量较大。其锻件的质量也直接影响从动齿轮的使用寿命。
现有的汽车后桥用齿轮锻件制造工艺，多通过模具进行锻造，锻造过程中，边料容易乱蹦，危机操作人员安全，而且，在锻造过程中，需要反复的回炉加热，极为麻烦，且效率较低，因此急需汽车后桥用齿轮锻件来解决现有问题。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述的技术问题，提供了汽车后桥用齿轮锻件的锻造模具及锻造方法及齿轮锻件。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种汽车后桥用齿轮锻件的锻造模具，包括齿轮雏形锻造模具、冲孔模具、齿形雏形锻造模具，其中，
齿轮雏形锻造模具包括初次成型下模和设置在初次成型下模上方的第一上模座，初次成型下模中部开设有第一成型腔体，第一上模座上端开设有台阶状的第一导向孔，第一上模座顶端设置有第一上模盖，第一导向孔内部设置有贯穿出第一上模盖的第一锻压冲头，第一锻压冲头中部且位于第一导向孔的台阶部位顶部设置有第一导向环，第一导向环底端与第一导向孔台阶部位底部之间设置有第一弹簧，其中，第一上模座、第一导向孔、第一锻压冲头、第一导向环、第一弹簧和第一上模盖组成的第一成型上模组件；
冲孔模具包括冲孔下模，冲孔下模中部开设有冲孔支撑腔体，冲孔支撑腔体底端开设有落料孔，冲孔下模上方设置有冲孔冲头，冲孔冲头与冲孔支撑腔体和落料孔的位置相对应；
齿形雏形锻造模具包括齿形锻造下模和设置在齿形锻造下模上方的第二上模座，齿形锻造下模中部成型有齿形锻造模腔、齿形锻造模腔上一体成型有齿形成型腔体，第二上模座上端开设有台阶状的第二导向孔，第二上模座顶端设置有第二上模盖，第二导向孔内部设置有贯穿出第二上模盖的第二锻压冲头、第二锻压冲头中部且位于第二导向孔的台阶部位顶部设置有第二导向环、第二导向环底端与第二导向孔台阶部位底部之间设置有第二弹簧，其中，第二上模座、第二导向孔、第二锻压冲头、第二导向环、第二弹簧和第二上模盖组成的第二成型上模组件。
优选的，第一成型腔体、冲孔支撑腔体以及齿形锻造模腔均具有相互匹配的拔模锥度。
优选的，所述齿轮雏形锻造模具、冲孔模具以及齿形雏形锻造模具的底部外围均设置有模具卡座，模具卡座底端固定连接有安装板，模具卡座上方外围设置有电磁加热感应线圈，电磁加热感应线圈上设置有测温传感器。
一种如上所述的汽车后桥用齿轮锻件的锻造方法，包括如下步骤：
S1.雏形锻造：将加热后的毛坯锻件放入到雏形锻造模具内部，电磁加热感应线圈对初次成型下模进行加热，通过测温传感器实时的检测加热温度，然后通过锻造设备带动锻压冲头以及第一上模座向下运动，第一上模座先与初次成型下模接触，将毛坯锻件外围包围住，然后将第一锻压冲头与毛坯锻件进行挤压，在初次成型下模内部锻压成型，得到齿轮雏形件，齿轮雏形件具有齿轮环和齿轮面；
S2.回炉：将S1中得到的齿轮雏形件放入到电磁感应炉中加热，加热温度为1100-1200摄氏度，得到加热后的齿轮雏形件；
S3.冲孔：将S2中得到的加热后的齿轮雏形件放入到冲孔模具内部，通过锻造设备带动冲孔冲头向下运动，对齿轮雏形件进行冲孔操作，多余料从落料孔落下，得到二次齿轮锻造件；
S4.二次回炉：将S3中得到的二次齿轮锻造件放入到电磁感应炉中加热，加热温度为1100-1200摄氏度，得到加热后的二次齿轮锻造件；
S5、齿形雏形锻造，将S4中得到的加热后的二次齿轮锻造件放入到齿形雏形锻造模具中的齿形锻造模腔中，电磁加热感应线圈对齿形锻造下模进行加热，通过测温传感器实时的检测加热温度，然后通过锻造设备带动第二锻压冲头挤压齿轮环，使得齿轮面与齿形成型腔体配合，对齿形进行锻造成型，取出冷却，得到汽车后桥用齿轮锻件。
优选的，所述步骤S1中毛坯锻件的初始加热温度控制在1200-1250摄氏度，电磁加热感应线圈的加热温度控制在1000-1100摄氏度；步骤S5中电磁加热感应线圈的加热温度控制在1000-1100摄氏度。
优选的，所述步骤S1、S3和S5的锻造成型过程中，锻造设备采用有间隔逐次进给的方式进行冲压和锻造。
一种如上面所述的锻造方法制得的汽车后桥用齿轮锻件，包括齿轮环，所述齿轮环下方一体成型有安装环、安装环以及齿轮环开设有安装孔，安装孔贯穿齿轮环和安装环设置，齿轮环外围一体成型有齿轮面，齿轮面上一体成型有齿轮齿。
优选的，所述齿轮面为锥面，其锥度为4-5度，安装环的外壁为2-3度的拔模锥度。
优选的，所述第一成型腔体、冲孔支撑腔体以及齿形锻造模腔均有与齿轮面和安装环相匹配的拔模锥度。
优选的，所述齿轮环与安装环接触部位圆环过渡。
本发明的有益效果在于：
本发明通过采用齿轮雏形锻造模具、冲孔模具和齿形雏形锻造模具汽车后桥用齿轮锻件进行锻造成型，可以方便进行流水线锻造作业，提高齿轮的锻造效率，同时，通过在齿轮雏形锻造模具和齿形雏形锻造模具中的锻造冲头外围设置上模座、导向孔、导向环、弹簧和上模盖，可以为锻压冲头提供一个反向作用力，避免锻压过程中边料倒出乱蹦，危机操作人员安全；通过设置电磁加热感应圈，可以确保在锻造过程中，模具的温度能够维持在一个较高的范围内，避免反复的回炉加热的问题，提高效率。
附图说明
图1是本发明中雏形锻造模具的剖视图。
图2是本发明中冲孔模具的剖视图。
图3是本发明中齿形雏形锻造模具的剖视图。
图4是本发明中齿轮锻件初次锻造的主视图。
图5是本发明中齿轮锻件冲孔后的主视图。
图6是本发明中齿轮锻件齿形锻造后的主视图。
附图标记说明如下：
1、齿轮环；2、齿轮面；3、安装环；4、安装孔；5、齿轮齿；6、模具卡座；7、安装板；8、电磁加热感应线圈；9、测温传感器；101、齿轮雏形锻造模具；102、冲孔模具；103、齿形雏形锻造模具；10、初次成型下模；11、第一成型腔体；12、第一上模座；13、第一导向孔；14、第一上模盖；15、第一导向环；16、第一弹簧；17、第一锻压冲头；18、冲孔下模；19、冲孔支撑腔体；20、落料孔；21、冲孔冲头；22、齿形锻造下模；23、齿形锻造模腔；24、齿形成型腔体；25、第二弹簧；26、第二上模座；27、第二导向孔；28、第二上模盖；29、第二锻压冲头；30、第二导向环。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
请一并参阅图1-图3，如图所示，一种汽车后桥用齿轮锻件的锻造模具，包括齿轮雏形锻造模具101、冲孔模具102、齿形雏形锻造模具103，其中，
齿轮雏形锻造模具101包括初次成型下模10和设置在初次成型下模10上方的第一上模座12，初次成型下模10中部开设有第一成型腔体11，第一上模座12上端开设有台阶状的第一导向孔13，第一上模座12顶端设置有第一上模盖14，第一导向孔13内部设置有贯穿出第一上模盖14的第一锻压冲头17，第一锻压冲头17中部且位于第一导向孔13的台阶部位顶部设置有第一导向环15，第一导向环15底端与第一导向孔13台阶部位底部之间设置有第一弹簧16，其中，第一上模座12、第一导向孔13、第一锻压冲头17、第一导向环15、第一弹簧16和第一上模盖14组成的第一成型上模组件；
冲孔模具102包括冲孔下模18，冲孔下模18中部开设有冲孔支撑腔体19，冲孔支撑腔体19底端开设有落料孔20，冲孔下模18上方设置有冲孔冲头21，冲孔冲头21与冲孔支撑腔体19和落料孔20的位置相对应；
齿形雏形锻造模具103包括齿形锻造下模22和设置在齿形锻造下模22上方的第二上模座26，齿形锻造下模22中部成型有齿形锻造模腔23、齿形锻造模腔23上一体成型有齿形成型腔体24，第二上模座26上端开设有台阶状的第二导向孔27，第二上模座26顶端设置有第二上模盖28，第二导向孔27内部设置有贯穿出第二上模盖28的第二锻压冲头29、第二锻压冲头29中部且位于第二导向孔27的台阶部位顶部设置有第二导向环30、第二导向环30底端与第二导向孔27台阶部位底部之间设置有第二弹簧25，其中，第二上模座26、第二导向孔27、第二锻压冲头29、第二导向环30、第二弹簧25和第二上模盖28组成的第二成型上模组件。
本实施例中，第一成型腔体11、冲孔支撑腔体19以及齿形锻造模腔23均具有相互匹配的拔模锥度。
通过采用上述技术方案，通过采用齿轮雏形锻造模具101、冲孔模具102和齿形雏形锻造模具103汽车后桥用齿轮锻件进行锻造成型，可以方便进行流水线锻造作业，提高齿轮的锻造效率，同时，通过在齿轮雏形锻造模具101中的锻造冲头外围设置第一上模座12、第一导向孔13、第一导向环15、第一弹簧16和第一上模盖14，可以为第一锻压冲头17提供一个反向作用力，进而可以使得第一上模盖14先与第一上模座12接触，避免锻压过程中边料倒出乱蹦，危机操作人员安全；通过齿形雏形锻造模具103中的锻造冲头外围设置第二上模座26、第二导向孔27、第二导向环30、第二弹簧25和第二上模盖28，可以为第二锻压冲头29提供一个反向作用力，进而可以使得第二上模盖28先与第二上模座26接触，避免锻压过程中边料倒出乱蹦，危机操作人员安全。
本实施例中，齿轮雏形锻造模具101、冲孔模具102以及齿形雏形锻造模具103的底部外围均设置有模具卡座6，模具卡座6底端固定连接有安装板7，模具卡座6上方外围设置有电磁加热感应线圈8，电磁加热感应线圈8上设置有测温传感器9。
请一并参阅图1至图6，一种如上所述的汽车后桥用齿轮锻件的锻造方法，包括如下步骤：
S1.雏形锻造：将加热后的毛坯锻件放入到雏形锻造模具101内部，电磁加热感应线圈8对初次成型下模10进行加热，通过测温传感器9实时的检测加热温度，然后通过锻造设备带动锻压冲头17以及第一上模座12向下运动，第一上模座12先与初次成型下模10接触，将毛坯锻件外围包围住，然后将第一锻压冲头17与毛坯锻件进行挤压，在初次成型下模10内部锻压成型，得到齿轮雏形件，齿轮雏形件具有齿轮环1和齿轮面2；
S2.回炉：将S1中得到的齿轮雏形件放入到电磁感应炉中加热，加热温度为1100-1200摄氏度，得到加热后的齿轮雏形件；
S3.冲孔：将S2中得到的加热后的齿轮雏形件放入到冲孔模具102内部，通过锻造设备带动冲孔冲头21向下运动，对齿轮雏形件进行冲孔操作，多余料从落料孔20落下，得到二次齿轮锻造件；
S4.二次回炉：将S3中得到的二次齿轮锻造件放入到电磁感应炉中加热，加热温度为1100-1200摄氏度，得到加热后的二次齿轮锻造件；
S5、齿形雏形锻造，将S4中得到的加热后的二次齿轮锻造件放入到齿形雏形锻造模具103中的齿形锻造模腔23中，电磁加热感应线圈8对齿形锻造下模22进行加热，通过测温传感器9实时的检测加热温度，然后通过锻造设备带动第二锻压冲头29挤压齿轮环1，使得齿轮面2与齿形成型腔体24配合，对齿形进行锻造成型，取出冷却，得到汽车后桥用齿轮锻件。
本实施例中，步骤S1中毛坯锻件的初始加热温度控制在1200-1250摄氏度，电磁加热感应线圈8的加热温度控制在1000-1100摄氏度；步骤S5中电磁加热感应线圈8的加热温度控制在1000-1100摄氏度。可以确保在锻造过程中，模具的温度能够维持在一个较高的范围内，避免反复的回炉加热的问题，提高效率。
本实施例中，步骤S1、S3和S5的锻造成型过程中，锻造设备采用有间隔逐次进给的方式进行冲压和锻造。可以使得齿轮锻件充分的挤压成型，提高锻造的质量。
请一并参阅图4至图6，如图所示，一种如上面所述的锻造方法制得的汽车后桥用齿轮锻件，包括齿轮环1，齿轮环1下方一体成型有安装环3、安装环3以及齿轮环1开设有安装孔4，安装孔4贯穿齿轮环1和安装环3设置，齿轮环1外围一体成型有齿轮面2，齿轮面2上一体成型有齿轮齿5。
本实施例中，齿轮面2为锥面，其锥度为4-5度，安装环3的外壁为2-3度的拔模锥度。
本实施例中，第一成型腔体11、冲孔支撑腔体19以及齿形锻造模腔23均有与齿轮面2和安装环3相匹配的拔模锥度。
本实施例中，齿轮环1与安装环3接触部位圆环过渡。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。
Claims (10)
1.一种汽车后桥用齿轮锻件的锻造模具，其特征在于：包括齿轮雏形锻造模具(101)、冲孔模具(102)、齿形雏形锻造模具(103)，其中，
齿轮雏形锻造模具(101)包括初次成型下模(10)和设置在初次成型下模(10)上方的第一上模座(12)，初次成型下模(10)中部开设有第一成型腔体(11)，第一上模座(12)上端开设有台阶状的第一导向孔(13)，第一上模座(12)顶端设置有第一上模盖(14)，第一导向孔(13)内部设置有贯穿出第一上模盖(14)的第一锻压冲头(17)，第一锻压冲头(17)中部且位于第一导向孔(13)的台阶部位顶部设置有第一导向环(15)，第一导向环(15)底端与第一导向孔(13)台阶部位底部之间设置有第一弹簧(16)，其中，第一上模座(12)、第一导向孔(13)、第一锻压冲头(17)、第一导向环(15)、第一弹簧(16)和第一上模盖(14)组成的第一成型上模组件；
冲孔模具(102)包括冲孔下模(18)，冲孔下模(18)中部开设有冲孔支撑腔体(19)，冲孔支撑腔体(19)底端开设有落料孔(20)，冲孔下模(18)上方设置有冲孔冲头(21)，冲孔冲头(21)与冲孔支撑腔体(19)和落料孔(20)的位置相对应；
齿形雏形锻造模具(103)包括齿形锻造下模(22)和设置在齿形锻造下模(22)上方的第二上模座(26)，齿形锻造下模(22)中部成型有齿形锻造模腔(23)、齿形锻造模腔(23)上一体成型有齿形成型腔体(24)，第二上模座(26)上端开设有台阶状的第二导向孔(27)，第二上模座(26)顶端设置有第二上模盖(28)，第二导向孔(27)内部设置有贯穿出第二上模盖(28)的第二锻压冲头(29)、第二锻压冲头(29)中部且位于第二导向孔(27)的台阶部位顶部设置有第二导向环(30)、第二导向环(30)底端与第二导向孔(27)台阶部位底部之间设置有第二弹簧(25)，其中，第二上模座(26)、第二导向孔(27)、第二锻压冲头(29)、第二导向环(30)、第二弹簧(25)和第二上模盖(28)组成的第二成型上模组件。
2.根据权利要求1所述的一种汽车后桥用齿轮锻件的锻造模具，其特征在于：所述第一成型腔体(11)、冲孔支撑腔体(19)以及齿形锻造模腔(23)均具有相互匹配的拔模锥度。
3.根据权利要求1所述的一种汽车后桥用齿轮锻件的锻造模具，其特征在于：所述齿轮雏形锻造模具(101)、冲孔模具(102)以及齿形雏形锻造模具(103)的底部外围均设置有模具卡座(6)，模具卡座(6)底端固定连接有安装板(7)，模具卡座(6)上方外围设置有电磁加热感应线圈(8)，电磁加热感应线圈(8)上设置有测温传感器(9)。
4.一种如权利要求3所述的汽车后桥用齿轮锻件的锻造方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1.雏形锻造：将加热后的毛坯锻件放入到雏形锻造模具(101)内部，电磁加热感应线圈(8)对初次成型下模(10)进行加热，通过测温传感器(9)实时的检测加热温度，然后通过锻造设备带动锻压冲头(17)以及第一上模座(12)向下运动，第一上模座(12)先与初次成型下模(10)接触，将毛坯锻件外围包围住，然后将第一锻压冲头(17)与毛坯锻件进行挤压，在初次成型下模(10)内部锻压成型，得到齿轮雏形件，齿轮雏形件具有齿轮环(1)和齿轮面(2)；
S2.回炉：将S1中得到的齿轮雏形件放入到电磁感应炉中加热，加热温度为1100-1200摄氏度，得到加热后的齿轮雏形件；
S3.冲孔：将S2中得到的加热后的齿轮雏形件放入到冲孔模具(102)内部，通过锻造设备带动冲孔冲头(21)向下运动，对齿轮雏形件进行冲孔操作，多余料从落料孔(20)落下，得到二次齿轮锻造件；
S4.二次回炉：将S3中得到的二次齿轮锻造件放入到电磁感应炉中加热，加热温度为1100-1200摄氏度，得到加热后的二次齿轮锻造件；
S5、齿形雏形锻造，将S4中得到的加热后的二次齿轮锻造件放入到齿形雏形锻造模具(103)中的齿形锻造模腔(23)中，电磁加热感应线圈(8)对齿形锻造下模(22)进行加热，通过测温传感器(9)实时的检测加热温度，然后通过锻造设备带动第二锻压冲头(29)挤压齿轮环(1)，使得齿轮面(2)与齿形成型腔体(24)配合，对齿形进行锻造成型，取出冷却，得到汽车后桥用齿轮锻件。
5.根据权利要求4所述的汽车后桥用齿轮锻件的锻造方法，其特征在于：所述步骤S1中毛坯锻件的初始加热温度控制在1200-1250摄氏度，电磁加热感应线圈(8)的加热温度控制在1000-1100摄氏度；步骤S5中电磁加热感应线圈(8)的加热温度控制在1000-1100摄氏度。
6.根据权利要求4所述的汽车后桥用齿轮锻件的锻造方法，其特征在于：所述步骤S1、S3和S5的锻造成型过程中，锻造设备采用有间隔逐次进给的方式进行冲压和锻造。
7.一种如权利要求4-6任一所述的锻造方法制得的汽车后桥用齿轮锻件，包括齿轮环(1)，其特征在于：所述齿轮环(1)下方一体成型有安装环(3)、安装环(3)以及齿轮环(1)开设有安装孔(4)，安装孔(4)贯穿齿轮环(1)和安装环(3)设置，齿轮环(1)外围一体成型有齿轮面(2)，齿轮面(2)上一体成型有齿轮齿(5)。
8.根据权利要求7所述的汽车后桥用齿轮锻件，其特征在于：所述齿轮面(2)为锥面，其锥度为4-5度，安装环(3)的外壁为2-3度的拔模锥度。
9.根据权利要求8所述的汽车后桥用齿轮锻件，其特征在于：所述第一成型腔体(11)、冲孔支撑腔体(19)以及齿形锻造模腔(23)均有与齿轮面(2)和安装环(3)相匹配的拔模锥度。
10.根据权利要求7所述的汽车后桥用齿轮锻件，其特征在于：所述齿轮环(1)与安装环(3)接触部位圆环过渡。
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|---|
| 姚军 ; .机车用传动齿轮轮毂锻造工艺与模具设计.锻压装备与制造技术.2018,(第03期),全文. * |
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