CN1261247C - 内螺旋花键冷挤压成形加工方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明内螺旋花键冷挤压成形加工方法及装置，螺旋挤压冲头由导向径部、引入径部、螺旋成形齿径部构成，将毛坯工件放入安装在液压机下台面上的挤压模具装置的凹模内，将螺旋挤压冲头的导向径部插入毛坯工件的内孔中，然后由挤压杆将螺旋挤压冲头下压，再将含有螺旋挤压冲头的工件放入设置在顶出装置的凹模中，当液压机上工作台再次下降时，由顶杆将螺旋挤压冲头从工件中顶出，完成内螺旋花键冷挤压成形加工。本方法适合孔径较小的内螺旋花键冷挤压成形，工艺简单。
Description
技术领域
本发明涉及的是冷挤压成形加工制造方法及装置，特别是内螺旋花键冷挤压成形加工方法及装置。
背景技术
内螺旋花键一般是采用切削加工，对于批量较大的产品也采用拉刀拉削加工，拉削虽然对产品切削加工效率较高，但拉刀的加工制作要求高，工艺复杂，加工制作时间长，费用大，而且对产品拉削工艺要求也很高，需要有昂贵的专用设备。
内螺旋花键虽然可以采用冷挤压方法成形加工，但未见有公开技术。申请号为00241948.3的中国专利公开的是一种内直花键冷挤压成形模具，其并不实用于内螺旋花键挤压加工。
发明内容
本发明的目的是提供一种方法简单，成本低，生产效率高的内螺旋花键冷挤压成形加工方法及装置。
本发明的技术方案包括
1、螺旋挤压冲头制备：螺旋挤压冲头由导向径部A、引入径部B、螺旋成形齿径部C构成。
导向径部A的外径尺寸是按与被加工毛坯件的内孔径公差配合确定，最佳为0.05-0.10mm间隙配合。
螺旋成形齿径部C，按内螺旋花键的法向模数、齿数、法向压力角、端面分度圆直径、小径、大径、旋向、导程、螺旋角、法向公法线平均长度、跨齿数等(螺旋内花键的几何参数值)参数确定。
引入径部B，是由导向径部A到螺旋成形齿径部C之间的过渡角，引导螺旋成形齿径部C切入挤压，其锥角为20-25度。螺旋挤压冲头齿形加工完成后应进行热处理，硬度为HRC61-63，表面氮化处理，硬度不低于HV900，齿形抛光处理，粗糙度
2、毛坯工件的加工准备：按内螺旋花链齿顶径尺寸确定毛坯工件的内孔径，毛坯工件的内孔径尺寸应与内螺旋花键的齿顶径尺寸一致，或小0-0.05mm。毛坯工件进行退火热处理，进行软化，硬度为HB130-140。
3、挤压成形：将毛坯工件放入安装在液压机下台面上的挤压模具装置的凹模内，将螺旋挤压冲头的导向径部A插入毛坯工件的内孔中，然后由安装在液压机上台面上的挤压杆将螺旋挤压冲头下压，螺旋挤压冲头按其上的齿螺旋角自然旋转下行挤压入工件内，直至螺旋挤压冲头的成形齿径部C贯穿工件的加工内孔，此时螺旋挤压冲头被挤压含在工件内。然后液压机上行，挤压杆上行退回，同时液压机下合面上的上顶机构上行通过下模具装置上的顶杆装置将工件顶出凹模。再将含有螺旋挤压冲头的工件放入设置在液压机下台面上的螺旋挤压冲头顶出装置的凹模中，当液压机上工作台再次下降时，由安装在液压机上台面上的顶出挤压杆将螺旋挤压冲头继续下压，将螺旋挤压冲头从工件中顶出，至此工件的内螺旋花键冷挤压成形加工完成。
本发明内螺旋花键冷挤压成形模其由成形挤压模具装置和螺旋挤压冲头顶出模具装置组成：
成形挤压模具由下模具装置2和上模具装置4构成，下模具装置2包括有下模其架板20、定位座套21、凹模22、凹模固定座23、凹模固定套31、顶杆24、顶筒25、承载垫26、27、28、29构成，凹模22与凹模固定座23锥面配合，凹模固定座23由螺钉通过压板30、凹模固定套31与定位座套21固定连接，设置多个承载垫26、27、28、29及模固定套31主要是为了将挤压力分解。上模具装置4包括有上模具架板40、挤压杆41、挤压杆固定座42、挤压杆固定套43、锁紧螺母44、承载垫45、46、47、承载垫套48构成。挤压杆41安装在挤压杆固定套43内，挤压杆固定套43装在挤压杆固定座42内，锁紧螺母44与挤压杆固定座42螺纹配合连接将挤压杆固定套43固定。设置多个承载垫45、46、47及承载垫套48同样是为了将挤压力分解。
螺旋挤压冲头顶出模具装置由下模具装置6和上模具装置8构成，下模装置6包括有支承座61、凹模固定座62、凹模63构成，凹模固定座62安装在支承座61上，支承座61固定安装在下模具架板20上。上模具装置8包括有顶杆固定座81、顶杆82、顶杆固定螺母83、顶杆固定套84、顶杆垫85构成。顶杆固定套84装在顶杆固定螺母83内，顶杆固定螺母83与顶杆固定座81螺纹配合连接，将顶杆82固定在顶杆固定座81上，顶杆固定座81固定安装在上模具架板40上。
本方法适合孔径较小的内螺旋花键冷挤压成形，工艺简单，螺旋挤压冲头不需动力装置带动作主动旋转下行，螺旋挤压冲头是在挤压杆垂直压力作用下，自动按齿螺旋角旋转向下挤压，这一感觉不合常规的螺旋挤压冲头压入方法，实践正明是可行的，并能够达到内螺旋花键加工要求。
附图说明
图1是本发明其螺旋挤压冲头1的结构形状示意图。
图2是本发明内螺旋花键冷挤压成形模具实施例结构示意图。
具体实施方式
按前述方法制备螺旋挤压冲头1和毛坯工件9的加工准备，将毛坯工件9放入前述内螺旋花键冷挤压成形模具装置的下模具装置2的凹模22内，将螺旋挤压冲头1的导向径部A插入毛坯工件9的内孔中，然后由安装在液压机上台面上的上模具装置4上的挤压杆41将螺旋挤压冲头1下压，螺旋挤压冲头1自然旋转下行压入工件9内，直至螺旋挤压冲头1的成形齿径部C贯穿工件9内孔，然后液压机上行，上模具装置4上行退回，同时液压机下台面上的上顶液压缸上行，通过下模具装置2上的顶杆24、顶筒25将工件9顶出凹模22。再将含有螺旋挤压冲头1的工件9放入螺旋挤压冲头顶出模具装置下模具装置6的凹模63中，当液压机上工作台再次下降时，由螺旋挤压冲头顶出模具装置上模具装置8上的顶杆82将螺旋挤压冲头1继续下压，将螺旋挤压冲头1从工件9中顶出，螺旋挤压冲头1落下，从支承座61下部的侧口65取出，至此工件9的内螺旋花键冷挤压成形加工完成。
Claims (2)
1、内螺旋花健冷挤压成形加工方法，其特征是：
(1)螺旋挤压冲头制备，螺旋挤压冲头由导向径部(A)、引入径部(B)、螺旋成形齿径部(C)构成；
导向径部(A)的外径尺寸是按与被加工毛坯件的内孔径公差配合确定，为0.05-0.10mm间隙配合；
螺旋成形齿径部(C)，按内螺旋花键的法向模数、齿数、法向压力角、端面分度圆直径、小径、大径、旋向、导程、螺旋角、法向公法线平均长度、跨齿数参数确定；
引入径部(B)，其锥角为20-25度，螺旋挤压冲头齿形加工完成后进行热处理，硬度为HRC61-63，表面氦化处理，硬度不低于HV900，齿形抛光处理；
(2)毛坯工件的加工准备，按内螺旋花键齿顶径尺寸确定毛坯工件的内孔径，毛坯工件的内孔径尺寸与内螺旋花键的齿顶径尺寸一致，或小0-0.05mm，毛坯工件进行退火热处理，进行软化，硬度为HB130-140；
(3)挤压成形，将毛坯工件放入安装在液压机下台面上的挤压模具装置的凹模内，将螺旋挤压冲头的导向径部(A)插入毛坯工件的内孔中，然后由安装在液压机上台面上的挤压杆将螺旋挤压冲头下压，螺旋挤压冲头按其上的齿螺旋角自然旋转下行挤压入工件内，直至螺旋挤压冲头的成形齿径部(C)贯穿工件的加工内孔，然后液压机上行，挤压杆上行退回，同时液压机下台面上的上顶机构上行通过下模具装置上的顶杆装置将工件顶出凹模，再将含有螺旋挤压冲头的工件放入设置在液压机下台面上的螺旋挤压冲头顶出装置的凹模中，当液压机上工作台再次下降时，由安装在液压机上台面上的顶出挤压杆将螺旋挤压冲头继续下压，将螺旋挤压冲头从工件中顶出，至此工件的内螺旋花键冷挤压成形加工完成。
2、内螺旋花键冷挤压成形加工模具装置，其特征是由成形挤压模具装置和螺旋挤压冲头顶出模具装置组成；
成形挤压模具装置由下模具装置和上模具装置构成，下模具装置包括有下模具架板(20)、定位座套(21)、凹模(22)、凹模固定座(23)、凹模固定套(31)、顶杆(24)、顶筒(25)、承载垫(26、27、28、29)构成，凹模(22)与凹模固定座(23)锥面配合，凹模固定座(23)由螺钉通过压板(30)、凹模固定套(31)与定位座套(21)固定连接，上模具装置包括有上模具架板(40)、挤压杆(41)、挤压杆固定座(42)、挤压杆固定套(43)、锁紧螺母(44)、承载垫(45、46、47)、承载垫套(48)构成，挤压杆(41)安装在挤压杆固定套(43)内，挤压杆固定套(43)装在挤压杆固定座(42)内，锁紧螺母(44)与挤压杆固定座(42)螺纹配合连接将挤压杆固定套(43)固定；
螺旋挤压冲头顶出模具装置由下模具装置和上模具装置构成，下模装置包括有支承座(61)、凹模固定座(62)、凹模(63)构成，凹模固定座(62)安装在支承座(61)上，支承座(61)固定安装在下模具架板(20)上，上模具装置包括有顶杆固定座(81)、顶杆(82)、顶杆固定螺母(83)、顶杆固定套(84)、顶杆垫(85)构成，顶杆固定套(84)装在顶杆固定螺母(83)内，顶杆固定螺母(83)与顶杆固定座(81)螺纹配合连接，将顶杆(82)固定在顶杆固定座(81)上，顶杆固定座(81)固定安装在上模具架板(40)上。
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