CN207271831U - 一种渐开线内花键冷挤压模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种渐开线内花键冷挤压模具，包括上模和下模，所述上模包括冲头(15)，该冲头(15)的下端设有多个成型部(151)，多个所述成型部(151)形成一个截面为齿圈形的结构；所述下模包括下模芯(27)和顶杆(29)，所述下模芯(27)设有固定腔(271)，该顶杆(29)的下端连接有液压顶缸(4)。本实用新型利用冲头的成型部和固定腔之间的挤压和固定作用，对坯料盲孔进行内齿槽的成型加工，并一次加工完成所有的齿槽，提高了生产效率，提高了产品质量，减少了误差，降低了成本。

Description

一种渐开线内花键冷挤压模具

技术领域

本实用新型涉及汽车制造领域，特别涉及一种渐开线内花键冷挤压模具。

背景技术

随着社会的发展，汽车、摩托车、工程机械和通用动力机械等机械装备在我国的大面积推广与普及，我国的汽车、摩托车、工程机械和通用动力机械等行业对轴端带内花键的轴套零件的需求量越来越大。

目前，关于轴端带内花键的轴套零件加工，国内通常采用热挤压或插齿加工的工艺方法获得。传统的热挤压成形方法将金属毛坯放入模具型腔内，在强大的压力和一定的速度作用下，迫使金属产生塑性变形，得到具有内花键齿形的热挤压成形件；这种加工方法不仅模具寿命不高(特别是齿形冲头的使用寿命极低)、内花键齿形的表面质量差、齿形部分有锥度存在，同时热挤压成形的内花键齿形热胀冷缩变形问题很难掌握。插齿加工工艺在国内已经很成熟，通过插齿的方法加工零件内齿形，常用于加工较大尺寸的内齿轮零件。由于轴端带内花键的轴套零件其内花键尺寸较小、壁厚较薄，插齿加工的插齿刀具较小，插齿刀使用寿命很低，致使其插齿加工成本较高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供了一种能提高生产效率和产品质量的渐开线内花键冷挤压模具。

本实用新型的技术方案如下：

一种渐开线内花键冷挤压模具，包括上模和下模，所述上模包括上模板、上模座、上压板、上模套和冲头，所述上模座固设在上模板的下端面，该上模座的中部设有通孔，在该通孔内从上往下依次设有上模垫块和上模套，所述上模套的中部嵌设有冲头垫，所述上压板套设在上模套的外侧，且固定于上模座上，所述冲头的上端穿设固定在上模套内，且上端面与冲头垫的下端面贴合抵接，该冲头的下端伸出上模套的下端面，该伸出端沿冲头对应位置的外侧壁方向一体制成有多个截面为渐开线齿形的成型部，所述成型部从上到下均依次由第一斜段，竖直段和第二斜段组成，并与冲头的外壁形成一个梯形结构，所述第一斜段的斜面与冲头外壁的夹角为30°，所述第二斜段的斜面与冲头外壁的夹角为45°，多个所述成型部形成一个截面为外齿轮的结构；

所述下模包括下模板、下模座、下垫块、顶杆垫块、衬套、下模套、下模芯、下压板和顶杆，所述下模座固设在下模板的上端面，该下模座的中部也设有通孔，该通孔内从下往上依次设有下垫块、顶杆垫块、衬套和下模套，所述下模套的上端凸伸出下模座的上端面，所述下压板套设于在下模套上端的外侧壁，且固定在下模座上，所述下模芯通过锥度过盈配合冷压装于下模套内，下模芯中部贯穿开设有固定腔，所述下模板、下垫块、顶杆垫块和衬套中部贯穿开设有与所述 固定腔相连通的活动槽，所述顶杆活动设置在活动槽内，该顶杆的下端连接有液压顶缸。

采用以上结构，把冲头穿设固定在上模套内，且冲头的上端面与冲头垫的下端面贴合抵接，该冲头的下端伸出上模套的下端面，该伸出端沿冲头对应位置的外侧壁方向一体制成有多个截面为渐开线齿形的成型部，以便对坯料的加工位置挤压成型出渐开线齿槽；多个成型部形成一个截面为齿圈形的结构，每个成型部从上到下均依次由第一斜段，竖直段和第二斜段组成，并与冲头的外壁形成一个梯形结构，第一斜段的斜面与冲头外壁的夹角为30°，第二斜段的斜面与冲头外壁的夹角为45°，在挤压加工过程中，受两个斜段夹角的影响，挤压成型受力是循序渐进的，不易产生残渣堆积，齿槽深度较浅时，则不会产生残渣，这样，经过一次挤压成型，就能在坯料上挤压制成多个齿槽；同时，固定腔是固定放置坯料的位置，保证在挤压成型过程中，坯料不会发生偏移，另外，也能防止坯料因受挤压而变形，保证产品的加工形状，顶杆活动穿设在活动槽内，在挤压成型加工完以后，在液压顶缸的带动下，顶杆把已加工的坯料顶出固定腔一段，以便取料，提高了生产效率和安全性，结构简单、紧凑，操作便捷，成型效果好。

为了便于拆装冲头，作为优选，在所述上模套内设有上模芯，在所述上模芯的中部设有开口向下的锥形齿孔；所述冲头的上端设有沿对应位置的外侧壁设有一圈一体制成的锥形齿，所述锥形齿与锥形齿孔之间锥度配合夹持固定，以便把冲头固定在上模芯上，同时，保证 冲头的上端面与上模芯的上端面齐平，且冲头的上端面与冲头垫的下端面贴合抵接。

为了简化部件结构，便于生产加工，作为优选，所述活动槽包括相互连通的第一活动槽和第二活动槽，所述第一活动槽设置在衬套内，所述下模板、下垫块、顶杆垫块和衬套的中部均设有通孔，四个所述通孔连接贯通形成第二活动槽。

为了便于对顶杆的限位，同时便于顶杆顶料，作为优选，所述固定腔的内径大于第一活动槽的内径，且所述第一活动槽的内径大于第二活动槽的内径，两个活动槽的交界处在顶杆垫块上端面形成一个台阶面；所述顶杆穿设过第二活动槽，该顶杆的顶端设有凸台，所述凸台的直径与第一活动槽的内径适配，该凸台的下端面与顶杆垫块上端面的台阶面位置抵接。

为了提高挤压部位的受力强度，作为优选，所述冲头、上模芯和下模芯均采用高碳高铬工具钢。

有益效果：本实用新型利用冲头的齿形成型部和固定腔之间的导向和挤压作用，对坯料内孔的内侧壁进行内齿槽的成型加工，并一次加工完成所有的齿槽，提高了生产效率，提高了产品质量，减少了误差，降低了成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为冲头的结构示意图。

图3为图2的A向视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

由图1、图2和图3所示，本实用新型由上模和下模等组成，所述上模包括上模板11、上模座12、上压板13、上模套14和冲头15，所述上模座12固设在上模板11的下端面，该上模座12的中部设有通孔，在该通孔内从上往下依次设有上模垫块18和上模套14，所述上模套14的中部嵌设有冲头垫17，所述上压板13套设在上模套14的外侧，且固定于上模座12上，在所述上模套14内设有上模芯16，在所述上模芯16的中部设有开口向下的锥形齿孔；所述冲头15的上端设有沿对应位置的外侧壁设有一圈一体制成的锥形齿，所述锥形齿与锥形齿孔之间锥度配合夹持固定，以便把冲头15固定在上模芯16上，同时，保证冲头15的上端面与上模芯16的上端面齐平，且冲头15的上端面与冲头垫17的下端面贴合抵接；该冲头15的下端伸出上模套14的下端面，该伸出端沿冲头15对应位置的外侧壁方向一体制成有多个截面为渐开线齿形的成型部151，所述成型部151从上到下均依次由第一斜段31，竖直段32和第二斜段33组成，并与冲头15的外壁形成一个梯形结构，所述第一斜段31的斜面与冲头15外壁的夹角为30°，所述第二斜段33的斜面与冲头15外壁的夹角为45°，多个所述成型部151形成一个截面为外齿轮的结构。

所述下模包括下模板21、下模座22、下垫块23、顶杆垫块24、衬套25、下模套26、下模芯27、下压板28和顶杆29，所述下模座22固设在下模板21的上端面，该下模座22的中部也设有通孔，该 通孔内从下往上依次设有下垫块23、顶杆垫块24、衬套25和下模套26，所述下模套26的上端凸伸出下模座22的上端面，所述下压板28套设于在下模套26上端的外侧壁，且固定在下模座22上，所述下模芯27通过锥度过盈配合冷压装于下模套26内，下模芯27中部贯穿开设有固定腔271，所述下模板21、下垫块23、顶杆垫块24和衬套25中部贯穿开设有与所述固定腔271相连通的活动槽。

所述活动槽包括相互连通的第一活动槽20a和第二活动槽20b，所述第一活动槽20a设置在衬套25内，所述下模板21、下垫块23、顶杆垫块24和衬套25的中部均设有通孔，四个所述通孔连接贯通形成第二活动槽20b；所述固定腔271的内径大于第一活动槽20a的内径，且所述第一活动槽20a的内径大于第二活动槽20b的内径，两个活动槽的交界处在顶杆垫块24上端面形成一个台阶面；所述顶杆29穿设过第二活动槽20b，该顶杆29的顶端设有凸台291，所述凸台291的直径与第一活动槽20a的内径适配，该凸台291的下端面与顶杆垫块24上端面的台阶面位置抵接；该顶杆29的下端连接有液压顶缸4。

所述冲头15、上模芯16和下模芯27均采用高碳高铬工具钢。

本实用新型的使用方法如下：

如图1到图3所示，安装模具时，结合上压板13和下压板28的重合情况，保证上模和下模同轴度良好，接着，把冲头15的锥形齿一端穿设入在上模芯16的锥形齿孔内，利用接触面之间的锥度配合的贴合夹持作用，以便把冲头15竖直固定在上模芯16上，保证挤 压成型的垂直度，同时，保证冲头15的上端面与上模芯16的上端面齐平，且冲头15的上端面与冲头垫17的下端面贴合抵接。

由于冲头15是实心结构，成型部151又设在冲头15的外侧壁上，故应加工内孔齿槽，开始加工时，把设有盲孔的坯料(未标示)放置在下模芯27的固定腔271内，由于固定腔271的内径大于第一活动槽20a的内径，固定腔271和第一活动槽20a的交界处形成一个台阶面，且坯料的外形也为上大下小的阶梯状结构，坯料的大径端位于固定腔271内，且大径端的外径与固定腔271的内径相适配，小径端则伸入第一活动槽20a中，坯料外侧的阶梯面与固定腔271和第一活动槽20a交界处的台阶面抵接，这样，坯料在挤压成型过程中不会发生偏移，不仅保证齿槽挤压的同轴度，坯料外形也不会受压变形，保证产品的加工形状。

冲头15的下端伸出上模套的下端面，伸出端沿冲头15对应位置的外侧壁方向一体制成有多个截面为渐开线齿形的成型部151，多个成型部151形成一个截面为外齿轮的结构，每个成型部151从上到下均依次由第一斜段31，竖直段32和第二斜段33组成，并与冲头15的外壁形成一个梯形结构，第一斜段31的斜面与冲头15外壁的夹角为30°，第二斜段33的斜面与冲头15外壁的夹角为45°，在挤压加工过程中，冲头15从上往下移动，受两个斜段夹角的影响，挤压成型受力是循序渐进的，不易产生残渣堆积，齿槽深度较浅时，则不会产生残渣，这样，经过一次挤压成型，就能在坯料的内孔内壁上挤压制成多个齿槽；同时，固定腔271保证坯料不会发生偏移， 也能避免成型部151损伤。

在挤压成型加工完以后，启动液压顶缸4，在液压顶缸4的带动下，顶杆29向上移动，凸台291抵接坯料小径端的下端面，能把已加工的坯料顶出固定腔271一段，以便操作者取料，取料以后，液压顶缸4带动顶杆29下移回位，此时，再把下一个待加工坯料放入固定腔271内，按上述步骤继续加工即可，提高了生产效率和安全性，结构简单、紧凑，操作便捷，成型效果好。

为了更好地防止残渣或毛刺的生成，成型部151的棱角位置宜采用圆角设置。

本实用新型未描述部分与现有技术一致，在此不作赘述。

以上仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型的专利保护范围之内。

Claims (5)

1.一种渐开线内花键冷挤压模具，其特征在于：包括上模和下模，所述上模包括上模板(11)、上模座(12)、上压板(13)、上模套(14)和冲头(15)，所述上模座(12)固设在上模板(11)的下端面，该上模座(12)的中部设有通孔，在该通孔内从上往下依次设有上模垫块(18)和上模套(14)，所述上模套(14)的中部嵌设有冲头垫(17)，所述上压板(13)套设在上模套(14)的外侧，且固定于上模座(12)上，所述冲头(15)的上端穿设固定在上模套(14)内，且上端面与冲头垫(17)的下端面贴合抵接，该冲头(15)的下端伸出上模套(14)的下端面，该伸出端沿冲头(15)对应位置的外侧壁方向一体制成有多个截面为渐开线齿形的成型部(151)，所述成型部(151)从上到下均依次由第一斜段(31)，竖直段(32)和第二斜段(33)组成，并与冲头(15)的外壁形成一个梯形结构，所述第一斜段(31)的斜面与冲头(15)外壁的夹角为30°，所述第二斜段(33)的斜面与冲头(15)外壁的夹角为45°，多个所述成型部(151)形成一个截面为外齿轮的结构；

所述下模包括下模板(21)、下模座(22)、下垫块(23)、顶杆垫块(24)、衬套(25)、下模套(26)、下模芯(27)、下压板(28)和顶杆(29)，所述下模座(22)固设在下模板(21)的上端面，该下模座(22)的中部也设有通孔，该通孔内从下往上依次设有下垫块(23)、顶杆垫块(24)、衬套(25)和下模套(26)，所述下模套(26) 的上端凸伸出下模座(22)的上端面，所述下压板(28)套设于在下模套(26)上端的外侧壁，且固定在下模座(22)上，所述下模芯(27)通过锥度过盈配合冷压装于下模套(26)内，下模芯(27)中部贯穿开设有固定腔(271)，所述下模板(21)、下垫块(23)、顶杆垫块(24)和衬套(25)中部贯穿开设有与所述固定腔(271)相连通的活动槽(20)，所述顶杆(29)活动设置在活动槽内，该顶杆(29)的下端连接有液压顶缸(4)。

2.根据权利要求1所述的一种渐开线内花键冷挤压模具，其特征在于：在所述上模套(14)内设有上模芯(16)，在所述上模芯(16)的中部设有开口向下的锥形齿孔；所述冲头(15)的上端设有沿对应位置的外侧壁设有一圈一体制成的锥形齿，所述锥形齿与锥形齿孔之间锥度配合夹持固定，以便把冲头(15)固定在上模芯(16)上，同时，保证冲头(15)的上端面与上模芯(16)的上端面齐平，且冲头(15)的上端面与冲头垫(17)的下端面贴合抵接。

3.根据权利要求1所述的一种渐开线内花键冷挤压模具，其特征在于：所述活动槽包括相互连通的第一活动槽(20a)和第二活动槽(20b)，所述第一活动槽(20a)设置在衬套(25)内，所述下模板(21)、下垫块(23)、顶杆垫块(24)和衬套(25)的中部均设有通孔，四个所述通孔连接贯通形成第二活动槽(20b)。

4.根据权利要求1所述的一种渐开线内花键冷挤压模具，其特征在于：所述固定腔(271)的内径大于第一活动槽(20a)的内径，且所述第一活动槽(20a)的内径大于第二活动槽(20b)的内径，两个 活动槽的交界处在顶杆垫块(24)上端面形成一个台阶面；所述顶杆(29)穿设过第二活动槽(20b)，该顶杆(29)的顶端设有凸台(291)，所述凸台(291)的直径与第一活动槽(20a)的内径适配，该凸台(291)的下端面与顶杆垫块(24)上端面的台阶面位置抵接。

5.根据权利要求1所述的一种渐开线内花键冷挤压模具，其特征在于：所述冲头(15)、上模芯(16)和下模芯(27)均采用高碳高铬工具钢。