CN207271832U - 一种传动轴花键挤压成型模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种传动轴花键挤压成型模具，包括上模和下模，所述上模包括冲头(15)，该冲头(15)的下端设有多个第一成型部(151)，多个所述成型部(151)形成一个截面为外齿轮的结构；所述下模包括下凹模芯(28)和顶杆(29)，所述下凹模芯(28)设有成型腔(281)，所述成型腔(281)内设有第二成型部(282)，所述第二成型部(282)的下方设有顶杆(29)，该顶杆(29)的下端连接有气缸(4)。本实用新型利用冲头、固定腔和两个成型部之间的导向和挤压作用，对坯料上的内、外花键槽的进行一次性的成型加工，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

一种传动轴花键挤压成型模具

技术领域

本实用新型涉及挤压技术领域，特别涉及一种传动轴花键挤压成型模具。

背景技术

目前，关于带内花键和外花键的轴类零件加工，国内通常采用热挤压或插齿加工+滚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。由于带内花键的轴类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。滚齿加工工艺在国内也很成熟，通过滚齿的方法加工零件外齿形，常用于加工外齿轮零件。由于带内花键和外花键的轴类零件其外花键尺寸较小、外花键模数较小，滚齿加工的滚齿刀具较小，滚齿刀使用寿命很低，致使其滚齿加工成本较高。

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既能同时加工内、外花键，又能提高生产效率和产品质量的传动轴花键挤压成型模具。

本实用新型的技术方案如下：

一种传动轴花键挤压成型模具，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，且上端面与上模垫块的下端面贴合抵接，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型的第一成型部，所述第一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60°，多个所述第一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和下模座，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板、下模垫、下凹模外套和上凹模外套，所述上凹模外套的上端凸伸出下模座的上端面，在所述上凹模外套上端的外侧壁套设有下压板，该下压板固定在下模座上；在所述上凹模外套的中部通过锥度过盈配合冷压装设有上凹模芯内，在所述上凹模芯的中部贯穿开设有固定腔，在所述下凹模外套的中部设有下凹模芯，在所述下凹模芯内设有成型腔，在所述成型腔内设有第二成型部，所述下模板、下垫板和下模垫 中部贯穿开设有与所述成型腔相连通的通孔，三个所述通孔重合形成一个导向孔，在所述导向孔内穿设有顶杆，该顶杆的下端连接有气缸。

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，把坯料放入固定腔内，坯料下端的一部分则伸入成型腔中，加工时，冲头下端面的对应位置抵接坯料的上端面，并带动坯料向下移动，坯料的下端继续伸入成型腔，并由第二成型部对坯料下端外侧的对应位置进行外花键成型挤压加工，待挤压到位时，坯料的对应位置与固定腔的阶梯面抵接，冲头继续向下移动，并由第一成型部对坯料进行内花键成型挤压加工，挤压到位后，由顶杆向上顶出，以便取料。

在此过程中，成型腔起到导向和挤压外形的作用，坯料下端外侧壁由第二成型部挤压成型为一圈外齿槽，加工到位后，接着，冲头继续向下移动，并伸入坯料的内孔，冲头伸出端对应位置的外侧壁方向一体制成有多个截面为渐开线型的第一成型部，多个第一成型部形成一个截面为外齿轮的结构，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60°，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，以免损伤成型部，另外，也能防止坯料因受挤压 而变形，保证产品的加工形状；最后，在挤压成型加工完以后，在气缸的带动下，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套的上端面齐平，且冲头的上端面与上模垫块的下端面贴合抵接。

为了便于坯料加工时的导向和让位适配，作为优选，所述固定腔为上大下小的阶梯孔结构，该固定腔小径端的内径大于成型腔的内径。

为了提高挤压成型质量，作为优选，在所述成型腔的上部设有多个第二成型部，所述第二成型部截面形状也均为渐开线型，该第二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，并与成型腔的内壁形成一个梯形结构，所述第一斜段的斜面与成型腔内壁的夹角为30°，所述第二斜段的斜面与成型腔内壁的夹角为45°，多个所述成型部形成一个截面为内齿圈形的结构。

为了提高挤压部位的受力强度，作为优选，所述上模芯、冲头、第一成型部、下凹模芯和第二成型部均采用高碳高铬工具钢材料制成。

有益效果：本实用新型利用冲头、固定腔和两个成型部之间的导 向和挤压作用，对坯料上的内、外花键槽的进行一次性的成型加工，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为冲头和第一成型部的结构示意图。

图3为图2的A向视图。

图4为第二成型部的结构示意图。

图5为图4的B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、图3、图4和图5所示，本实用新型由上模和下模组成，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17和上模套14，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的上端面与上模套14的上端面齐平，且冲头15的上端面与上模垫块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 开线型的第一成型部151，所述第一成型部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60°，多个所述第一成型部151形成一个截面为外齿轮的结构。

所述下模包括下模板21和下模座22，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板23、下模垫24、下凹模外套25和上凹模外套26，所述上凹模外套26的上端凸伸出下模座22的上端面，在所述上凹模外套26上端的外侧壁套设有下压板3，该下压板3固定在下模座22上；在所述上凹模外套26的中部通过锥度过盈配合冷压装设有上凹模芯27内，在所述上凹模芯27的中部贯穿开设有固定腔271，在所述下凹模外套25的中部设有下凹模芯28，在所述下凹模芯28内设有成型腔281，所述固定腔271为上大下小的阶梯孔结构，该固定腔271小径端的内径大于成型腔281的内径；在所述成型腔281的上部设有多个第二成型部282，所述第二成型部截面形状也均为渐开线型，该第二成型部282从上到下均依次由第三斜段51，竖直段52和第四斜段53组成，并与成型腔281的内壁形成一个梯形结构，所述第三斜段51的斜面与成型腔281内壁的夹角为30°，所述第四斜段53的斜面与成型腔281内壁的夹角为45°，多个所述成型部282形成一个截面为内齿圈形的结构；所述下模板21、下垫板23和下模垫24中部贯穿开设有与所述成型腔281相连通的通孔，三个所述通孔重合 形成一个导向孔，在所述导向孔内穿设有顶杆29，该顶杆29的下端连接有气缸4。

所述上模芯16、冲头15、第一成型部151、下凹模芯28和第二成型部282均采用高碳高铬工具钢材料制成。

本实用新型的使用方法如下：

安装模具时，结合上压板13和下压板3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的上端面与上模套14的上端面齐平，且冲头15的上端面与上模垫块17的下端面贴合抵接。

由于冲头15是实心结构，第一成型部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)放置在上凹模芯27的固定腔271的腔口位置，由于固定腔271为上大下小的阶梯孔结构，固定腔271小径端的内径大于成型腔281的内径，故坯料的外形也为上大下小的阶梯状结构相适配，坯料的大径端位于固定腔271外侧，且大径端的外径与固定腔271的内径相适配，小径端则穿设过固定腔271后伸入成型腔281。

加工时，第一成型部151的下端抵接固定腔271的腔口，带动坯料向下移动，坯料的下端继续伸入成型腔281，并由第二成型部对坯料下端外侧的对应位置进行外花键成型挤压加工，开始接触第二成型部282时，首先是第三斜段51对坯料进行挤压，当运行到第二 竖直段52时，坯料的对应位置已经形成了一个缺口，继续由第二竖直段52挤压成型，当坯料下端的对应位置全部经过第二竖直段52时，挤压成型部位形成一个通槽，由于多个第二成型部282形成的截面为内齿圈形结构，故坯料的外侧挤压成型后形成一圈外齿槽；整个过程中，由于第四斜段53位于第二成型部的下端，且斜度夹角较大，对第三斜段51和第二竖直段52的挤压过程起到支撑作用；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，就能在坯料上挤压制成多个齿槽；同时，高碳高铬工具钢材料制成的固定腔271的内径保证坯料不会发生偏移和变形，也能避免成型部151损伤。

待挤压到位时，坯料外侧的阶梯状结构与固定腔271的阶梯面抵接，冲头15继续向下移动，冲头15下端的外侧壁方向一体制成有多个截面为渐开线型的成型部151，多个成型部151形成一个截面为齿圈形的结构，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60°，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，就能在坯料上挤压制成多个齿槽，完成内花键成型挤压加工。

在挤压成型加工完以后，启动气缸4，在气缸4的带动下，顶杆29向上移动，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，气缸4带动顶杆29下移回位，此时，再把下一个待加工坯料放在固定腔271位置处，按上述步骤继续加工即可；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，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)

1.一种传动轴花键挤压成型模具，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(17)和上模套(14)，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，且上端面与上模垫块(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型的第一成型部(151)，所述第一成型部(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60°，多个所述第一成型部(151)形成一个截面为外齿轮的结构；

所述下模包括下模板(21)和下模座(22)，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板(23)、下模垫(24)、下凹模外套(25)和上凹模外套(26)，所述上凹模外套(26)的上端凸伸出下模座(22)的上端面，在所述上凹模外套(26)上端的外侧壁套设有下压板(3)，该下压板(3)固定在下模座(22)上；在所述上凹模 外套(26)的中部通过锥度过盈配合冷压装设有上凹模芯(27)内，在所述上凹模芯(27)的中部贯穿开设有固定腔(271)，在所述下凹模外套(25)的中部设有下凹模芯(28)，在所述下凹模芯(28)内设有成型腔(281)，在所述成型腔(281)内设有第二成型部(282)，所述下模板(21)、下垫板(23)和下模垫(24)中部贯穿开设有与所述成型腔(281)相连通的通孔，三个所述通孔重合形成一个导向孔，在所述导向孔内穿设有顶杆(29)，该顶杆(29)的下端连接有气缸(4)。

2.根据权利要求1所述的一种传动轴花键挤压成型模具，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)的上端面与上模套(14)的上端面齐平，且冲头(15)的上端面与上模垫块(17)的下端面贴合抵接。

3.根据权利要求1所述的一种传动轴花键挤压成型模具，其特征在于：所述固定腔(271)为上大下小的阶梯孔结构，该固定腔(271)小径端的内径大于成型腔(281)的内径。

4.根据权利要求1所述的一种传动轴花键挤压成型模具，其特征在于：在所述成型腔(281)的上部设有多个第二成型部(282)，所述第二成型部截面形状也均为渐开线型，该第二成型部(282)从上到下均依次由第三斜段(51)，竖直段(52)和第四斜段(53)组成， 并与成型腔(281)的内壁形成一个梯形结构，所述第三斜段(51)的斜面与成型腔(281)内壁的夹角为30°，所述第四斜段(53)的斜面与成型腔(281)内壁的夹角为45°，多个所述成型部(282)形成一个截面为内齿圈形的结构。

5.根据权利要求2所述的一种传动轴花键挤压成型模具，其特征在于：所述上模芯(16)、冲头(15)、第一成型部(151)、下凹模芯(28)和第二成型部(282)均采用高碳高铬工具钢材料制成。