CN207723404U - 一种分体结构模具及齿环锻造装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分体结构模具及齿环锻造装置。其中，所述分体结构模具包括凹模外套、凹模中圈和凹模内芯，所述凹模内芯镶嵌于所述凹模中圈的内部，所述凹模外套套设于所述凹模中圈并压紧所述凹模中圈和凹模内芯，所述凹模中圈和凹模内芯共同构成模具型腔，二者的相交线形成分模线。本实用新型提供的分体结构模具通过将凹模中圈和凹模内芯的相交线设计为分模线，使锻造过程中的多余应力通过分模位置释放出去，避免了应力集中，从而可以有效解决模具由于应力过大而异常破裂的问题。

Description

一种分体结构模具及齿环锻造装置

技术领域

本实用新型涉及机械制造技术领域，具体涉及一种分体结构模具及齿环锻造装置。

背景技术

同步器齿环是汽车变速器换挡机构中的一个重要零件，利用其锥面产生的摩擦力矩，使两个换挡元件之间同步运转，从而实现换挡，常见的同步器齿环一般采用精密锻造的工艺来加工，所以锻造模具的使用性能直接影响着同步器齿环的质量和变速器的稳定性。

现有的汽车同步器齿环的锻造工艺中，模具常常由于外界因素或自身因素几何形状、外形尺寸发生突变而引起局部范围内应力显著增大，即出现应力集中现象，继而导致模具局部破裂或因剧烈磨损而过早报废，影响产品质量和生产稳定性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种分体结构模具，用于解决现有的锻造模具因应力集中而导致模具局部破裂或因剧烈磨损而过早报废的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种分体结构模具，所述分体结构模具包括凹模外套、凹模中圈和凹模内芯，所述凹模内芯镶嵌于所述凹模中圈的内部，所述凹模外套套设于所述凹模中圈并压紧所述凹模中圈和凹模内芯，所述凹模中圈和凹模内芯共同构成模具型腔，二者的相交线形成分模线。

优选地，所述凹模中圈和凹模内芯为间隙配合。

优选地，所述凹模中圈和凹模内芯之间的间隙为0.008～0.015mm。

优选地，所述凹模外套和凹模中圈为过盈配合。

优选地，所述凹模外套和凹模中圈之间的过盈量为0.25～0.40mm。

优选地，所述凹模外套、凹模中圈和凹模内芯的材质相同。

优选地，所述分体结构模具的材质为热作模具钢。

本实用新型还提供一种齿环锻造装置，所述齿环锻造装置包括上述分体结构模具，进行齿环锻造。

相比于现有技术，本实用新型提供的分体结构模具具有以下优势：

所述分体结构模具通过将凹模中圈和凹模内芯的相交线设计为分模线，使锻造过程中的多余应力通过分模位置释放出去，避免了应力集中，从而可以有效解决模具由于应力过大而异常破裂的问题。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。在附图中：

图1示出了本实用新型一种优选实施方式的分体结构模具的俯视图；

图2示出了图1所示分体结构模具沿A-A线的剖视图。

附图标记：

1-凹模外套， 2-凹模中圈，

3-凹模内芯， 31-本体，

32-凸台， 4-分模线。

具体实施方式

本实用新型提供了许多可应用的创造性概念，该创造性概念可大量的体现于具体的上下文中。在下述本实用新型的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本实用新型的具体实施方式的示例性说明，而不构成对本实用新型范围的限制。

首先对本发明涉及到的名词进行解释：

锻造：一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。

配合：基本尺寸相同的、相互结合的孔与轴公差带之间的相配关系。

间隙配合：指具有间隙(包括最小间隙等于零)的配合。此时，孔的公差带在轴的公差带之上，即孔的实际尺寸永远大于或等于轴的实际尺寸。

过盈是指孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为负。

过盈配合是指具有过盈(包括最小过盈等于零)的配合。此时，孔的公差带在轴的公差带之下。孔的各个方向上的尺寸减去相配合的轴的各个方向上的尺寸所得的代数差，此差为负时是过盈配合。

下面结合附图和具体的实施方式对本实用新型作进一步的描述。

如图1及图2所示，本实施例公开了一种分体结构模具，所述分体结构模具包括凹模外套1、凹模中圈2和凹模内芯3，所述凹模内芯3 镶嵌于所述凹模中圈2的内部，所述凹模外套1套设于所述凹模中圈2 并压紧所述凹模中圈2和凹模内芯3，所述凹模中圈2和凹模内芯3共同构成模具型腔，二者的相交线形成分模线4。

所述凹模外套1和凹模中圈2为优选过盈配合，过盈配合结构简单、同轴性好，能承受较大的轴向力、扭矩及动载荷，所述凹模外套1和凹模中圈2通过过盈配合使得二者相接触的表面产生弹性压力，从而利用所述凹模外套1提供的压紧力将所述凹模中圈2和凹模内芯3连接紧固，紧密组合为所述分体结构模具。所述凹模外套1和凹模中圈2之间的过盈量为0.25～0.40mm。

所述凹模中圈2和凹模内芯3优选为间隙配合，所述凹模中圈2和凹模内芯3之间的间隙为0.008～0.015mm，所述凹模内芯3可以顺利的放入所述凹模中圈2中，又不会因间隙过大而分离，装配方便，也使得所述凹模中圈2或凹模内芯3因为应力破裂时可以及时更换，相较于整个模具破裂而更换，更换成本更低。

所述凹模内芯3的形状与产品的形状相匹配，在本实施例中，所述凹模内芯3包括本体31、自所述本体31的外缘向远离所述本体31的方向径向延伸的凸台32，所述凸台32为三个，在所述本体31上周向均匀分布。

需要说明的是，所述凹模中圈2和凹模内芯3的结构根据产品的轮廓设计，在本实施例中，所述凹模中圈2和凹模内芯3的端面相平齐，在其他实施例中，二者的端面也可以不平齐，共同构成模具型腔。

所述凹模中圈2和凹模内芯3的相交线形成分模线4，所述分模线 4是一条不规则的封闭线，一般沿着产品端面的轮廓型形状，设计在模具转角和应力集中的位置。由于产品结构差异，不同产品的分模线形状也不尽相同。

本实用新型提供的所述分模线4的设计方法是：沿着产品小端外圆将产品分成2部分，将主要应力集中点包含在分模线4中。

本发明还提供一种齿环锻造装置，所述齿环锻造装置应用所述分体结构模具，进行齿环锻造。

齿环的锻造过程为：将所述分体结构模具固定放置于摩擦压力机的机床上，将加热后的齿环环坯放置于所述分体结构模具的型腔中，然后通过所述摩擦压力机完成齿环一次成型的热锻过程，得到齿环锻件。

在上述锻造过程中，所述分体结构模具通过所述分模线4释放多余应力，具体原理是：所述分体结构模具由三部分组合而成，所述凹模外套1通过过盈配合压紧所述凹模中圈2和凹模内芯3，提供向内收缩的压紧力，在锻造过程中，所述摩擦压力机通过机床下行，向所述分体结构模具、其型腔内的齿环环坯施加压力，使环坯产生塑性变形，变形过程中锻造应力在轴向和径向对所述分体结构模具施加压力，所述凹模外套1提供的向内收缩的压紧力抵消一部分径向向外的应力，所述凹模中圈2发生弹性形变，抵消一部分径向向外的应力，即所述分体结构模具承受的应力在分模线4处进行了分流，从而释放掉锻造成形的多余应力，避免应力集中和模具异常破裂。在锻造过程结束后，所述分体结构模具又迅速恢复如初，保证产品质量稳定，使模具功能更加多元化，进一步提升模具的使用性能，延长其使用寿命。

所述分体结构模具的材质优选为热作模具钢，模具钢是用来制造冷冲模、热锻模、压铸模等模具的钢种，热作模具钢具有高淬透性、高韧性、优良的抗热裂能力、耐磨损能力好、热处理变形小和高的切削加工性。在本实施例中，所述凹模外套1、凹模中圈2和凹模内芯3的材质相同，当然，他们的材质也可以不同，视生产中的实际需要而定。

应该注意的是，上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。

Claims (8)

1.一种分体结构模具，其特征在于，所述分体结构模具包括凹模外套(1)、凹模中圈(2)和凹模内芯(3)，所述凹模内芯(3)镶嵌于所述凹模中圈(2)的内部，所述凹模外套(1)套设于所述凹模中圈(2)并压紧所述凹模中圈(2)和凹模内芯(3)，所述凹模中圈(2)和凹模内芯(3)共同构成模具型腔，二者的相交线形成分模线(4)。

2.根据权利要求1所述的分体结构模具，其特征在于，所述凹模中圈(2)和凹模内芯(3)为间隙配合。

3.根据权利要求2所述的分体结构模具，其特征在于，所述凹模中圈(2)和凹模内芯(3)之间的间隙为0.008～0.015mm。

4.根据权利要求1所述的分体结构模具，其特征在于，所述凹模外套(1)和凹模中圈(2)为过盈配合。

5.根据权利要求4所述的分体结构模具，其特征在于，所述凹模外套(1)和凹模中圈(2)之间的过盈量为0.25～0.40mm。

6.根据权利要求1所述的分体结构模具，其特征在于，所述凹模外套(1)、凹模中圈(2)和凹模内芯(3)的材质相同。

7.根据权利要求6所述的分体结构模具，其特征在于，所述分体结构模具的材质为热作模具钢。

8.一种齿环锻造装置，其特征在于，所述齿环锻造装置包括如权利要求1～7任一项所述的分体结构模具，进行齿环锻造。