CN1194833C - 一种带内螺旋的孔型零件的成型模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带内螺旋的孔型零件的成型模具，它包括同轴布置的底垫、组合式芯杆，该芯杆由主芯杆和辅助芯杆组成，主芯杆上的成型区上设计有与内螺旋孔型零件的内螺旋相配的外螺旋，主芯杆的脱模导向区设计有旋向和导程与成型区上外螺旋一致的用于脱模导向的螺旋槽，同时底垫沿径向设置有固定导向柱，该固定导向柱的头部伸入底垫的中心孔，并与主芯杆的脱模导向区上的螺旋槽相吻合。本发明与现有技术相比，基本上省去了内螺旋切屑加工工序，由此可大大节约原材料，减少加工时间及工序成本，产生效率显著提高，并且成型精确，零件的加工残余应力相应减少。

Description

一种带内螺旋的孔型零件的成型模具

技术领域：

本发明涉及粉末冶金零件孔型零件的加工，尤其涉及一种内螺旋孔型零件的加工方法及实施该方法的成型模具。

背景技术：

拉制螺纹肋钢的模具和汽车上分电器的拉制模具等孔型零件都属于一种内螺旋孔型粉末冶金零件，其毛坯通常采用粉末的模压成型，但带有内螺旋槽(齿)形的压胚按现有模压成型技术脱模时，芯杆向下无法退出，强行退出将破坏内螺旋孔。因此现有加工方法通常是：先将粉末材料模压成为带光孔且予留加工余量的零件毛坯，经烧结后再采用与内螺旋相应的电极进行电火花加工内螺旋。该方法能使零件内螺旋的形状及尺寸较为准确，但加工速度慢，单头及小尺寸的0.5-1小时才能完成一件产品的内孔加工，多头及大尺寸的加工时间更长，故延长了加工周期，同时预留加工余量增加原料损耗，电极加工成本高且损耗也较大，尤其是加工多头及大尺寸螺旋形内孔时成本更高。

发明内容：

针对上述现有技术中存在加工速度慢、成本高的问题，本发明提供了一种加工周期短、速度快、成本低的内螺旋孔型零件的加工方法及实施该方法的成型模具。

本发明内螺旋孔型零件加工方法包括以下次序的工艺步骤：

(1)采用专门设计的成型模具；

(2)将内螺旋孔型零件包括其内螺旋一次准确模压成型，脱模时保证成型区的芯杆部分螺旋向下退出，其旋转方向与需加工零件的内螺旋旋向一致，且每旋转一周其向下的位移量与需加工零件的导程一致；

(3)烧结。

实施上述加工方法的成型模具包括：同轴布置的底垫、芯杆，所述芯杆是组合式的，芯杆由含有支承区、成型区、脱模导向区的主芯杆以及套装在主芯杆支承区上的辅助芯杆组成，支承区用于支承辅助芯杆，主芯杆上的成型区上设计有与内螺旋孔型零件的内螺旋相配的外螺旋，主芯杆的脱模导向区设计有旋向和导程与成型区上外螺旋一致的用于脱模导向的螺旋槽，主芯杆的脱模导向区的直径、轴向长度分别大于成型区的直径、轴向长度，底垫设有与主芯杆滑动配合的中心孔，同时底垫沿径向设置有固定导向柱，该固定导向柱的头部伸入底垫的中心孔，并与主芯杆的脱模导向区上的螺旋槽相吻合。

主芯杆的成型区上的外螺旋及脱模导向区的螺旋槽是三角螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹或外斜齿。

导向柱数量为1个，沿所述底垫的任一径向设置。

导向柱数量也可为2或3个，沿所述底垫同一轴向高度的周向对称设置。

导向柱的尾部为圆锥或圆柱。

底垫由外环和内环组成，所述导向柱设置在内环上。

由于本发明的加工方法是采用专门设计的成型模具，将内螺旋孔型零件包括其内螺旋一次准确模压成型，然后再烧结，也就是说内螺旋孔型零件的内螺旋的加工在烧结工序前就已模压成型，实现的是一种无(少)切屑加工。而现有加工方法对内螺旋的加工是在烧结工序之后，由烧结后的光孔毛坯进行的电火花切屑加工而成，因此本发明与现有技术相比，基本上省去了内螺旋切屑加工工序，由此可大大节约原材料，减少加工时间及工序成本，产生效率显著提高，并且成型精确，零件的加工残余应力相应减少。

附图说明：

图1为本发明专门设计的成型模具的轴向剖面示意图。

图2-图4为本发明的加工方法中成型过程示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进行详细说明。

本实施例要加工的零件是一个内孔带四头矩形左螺旋的粉末冶金零件其直径为d，螺旋升角为β，导程P＝d×β。从图1可以看出，本发明专门设计的成型模具由底垫1、芯杆2、阴模6、冲头7、限止环8组成，阴模6置于底垫1上，限止环8置于阴模6上，芯杆2一端穿过底垫1的中心孔1a，底垫1、阴模6、芯杆2、限止环8均同轴布置；芯杆2由主芯杆3和辅助芯杆4组成，主芯杆3含有支承区3a，成型区3b、脱模导向区3c，辅助芯杆4套装在主芯杆3的支承区3a上，成型区3b上设计有与所述粉末冶金零件的内螺旋直径与导程相配(相配是指已预先考虑了烧结收缩系数，以保证烧结后零件精度符合要求的相互关系)、旋向相同的四头外矩形左螺旋3e；为导向平稳，脱模导向区3c的螺旋槽3d设计为三头矩形螺旋槽，其旋向和导程与主芯杆3成型区3b的外螺旋3e一致。主芯杆3脱模区3c与底垫1的中心孔1a滑动配合；底垫1的上表面、阴模6内表面、主芯杆3上的成型区3b、冲头7下表面共同形成所述粉末冶金零件的成型腔；底垫1沿径向设置有三个固定导向柱5，沿底垫1同一轴向高度的周向对称设置；固定导向柱5的头部5a伸入底垫1的中心孔1a，并与主芯杆3的脱模导向区3c的螺旋槽3d相吻合，其尾部为圆锥形。

主芯杆3的成型区3b上的外螺旋，还可以根据需压制的粉末冶金零件的内螺旋形状如三角螺纹、梯形螺纹或内斜齿，设计成相应的外三角螺纹、梯形螺纹或内斜齿；脱模导向区3c的螺旋槽3d也可以是三角螺纹槽、梯形螺纹槽或内斜齿槽。

主芯杆3的脱模导向区3c的螺旋槽3d可以设计为一个，相应地，固定导向柱5的数量也是1个，沿所述底垫1的任一径向设置；导向柱5的尾部5b也可以为圆柱。

底垫1是由外环和内环组成，导向柱5设置在内环上；底垫1也可以设计为一件整体。

从图2可以看出，本发明加工方法采用专门设计的成型模具已安装在压力机上并且模腔内填充好了原料粉末，各部分位置已在该图中标出。接着看图3，这里显示出本发明加工方法第2个步骤的开始，此时压力机已启动，其压头带动冲头7向下对粉末进行压制成型辅助芯杆4对冲头7起导向作用同时保证加工件的孔径大小，主芯杆3的成型区3b形状大小与需加工螺旋孔型零件相配。所谓相配是指已预先考虑了烧结收缩系数后，以保证烧结后的零件精度符合要求的相互关系。再看图4，成型后开始脱模，冲头7、辅助芯杆4向上退出模腔，由于导向柱5的头部5a是伸入脱模导向区螺旋槽内的，因此在导向柱5的导向作用下，主芯杆3螺旋向下退出，其旋转方向与需加工零件的内螺旋旋向一致，且每旋转一周其向下的位移量与需加工零件的内螺旋的导程一致，这样保证了加工件各部份尤其是螺旋部份完好无损。此时本发明加工方法的第二个工艺步骤已完成，接下来将压坯进行烧结，烧结后便直接得到了我们要加工的零件即内孔带四头矩形左螺旋的粉末冶金零件。对精度要求高的内螺旋孔型零件，在烧结后再采用一些精加工手段，进行少量切屑加工。因此本发明对内螺旋孔型零件的加工实现的是无(少)切屑加工。

Claims (6)

1、一种带内螺旋的孔型零件的成型模具，包括同轴布置的底垫(1)、芯杆(2)，其特征在于：所述芯杆(2)是组合式的，芯杆(2)由含有支承区(3a)、成型区(3b)、脱模导向区(3c)的主芯杆(3)以及套装在主芯杆(3)之支承区(3a)上的辅助芯杆(4)组成，支承区(3a)用于支承辅助芯杆(4)，主芯杆(3)上的成型区(3b)上设计有与内螺旋孔型零件的内螺旋槽完全相配的外螺旋(3e)，主芯杆(3)的脱模导向区(3c)设计有旋向和导程与成型区(3b)上外螺旋(3e)一致的用于脱模导向的螺旋槽(3d)，主芯杆(3)的脱模导向区(3c)的直径、轴向长度分别大于成型区(3b)的直径、轴向长度，底垫(1)设有与主芯杆(3)滑动配合的中心孔(1a)，同时底垫(1)沿径向设置有固定导向柱(5)，该固定导向柱(5)的头部(5a)伸入底垫(1)的中心孔(1a)，并与主芯杆(3)的脱模导向区(3c)上的螺旋槽(3d)相吻合。

2、根据权利要求1所述的成型模具，其特征是：所述主芯杆(3)的成型区(3b)上的外螺旋(3e)及脱模导向区(3c)的螺旋槽(3d)是三角螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹或外斜齿。

3、根据权利要求1或2所述的成型模具，其特征是：所述导向柱(5)数量为1个，沿所述底垫(1)的任一径向设置。

4、根据权利要求1或2所述的成型模具，其特征是：所述导向柱(5)数量为2或3个，沿所述底垫(1)同一轴向高度的周向对称设置。

5、根据权利要求1或2所述的成型模具，其特征是：所述导向柱(5)的尾部(5b)为圆锥或圆柱。

6、根据权利要求1或2所述的成型模具，所述底垫(1)由外环和内环组成，导向柱(5)设置在内环上。

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