CN213104300U - 生产齿形皮带轮精密锻件的冷摆辗模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生产齿形皮带轮精密锻件的冷摆辗模具，包括位于下方的凹模组件和位于上方的摆头组件，所述凹模组件具有开口向上的型腔，所述型腔为阶梯孔状，包括由下到上排布并相互连通的第二圆柱型腔和第一圆柱型腔，第二圆柱型腔的内壁上环向均匀分布有条状的齿型腔，所述第二圆柱型腔内滑动设置有凹模芯块，所述凹模芯块的外壁与所述第二圆柱型腔的内壁相适应，所述摆头组件具有竖向设置的摆头，摆头的下部为成型部，所述成型部向下正对所述型腔，所述成型部与所述型腔的形状相适应。本实用新型的有益效果：利用本模具生产的锻件尺寸精度高、后续车削加工量小，能够提高生产效率。

Description

生产齿形皮带轮精密锻件的冷摆辗模具

技术领域

本实用新型属于锻压模具设备领域，具体涉及一种生产齿形皮带轮精密锻件的冷摆辗模具。

背景技术

齿形皮带轮是一种盘毂类零件，是齿形皮带轮传动装置中的关键部件。齿形皮带轮传动装置用于各种机械装备中，借助于齿形皮带可以同步地连接多个相互间隔的轴或可将驱动能从一个轴传递到另一个与其不相关的轴，起到连接或传递动力的作用。

齿形皮带轮的现有制造技术有如下二种：

(1)机械切削加工：采用金属棒料经粗车加工+铣齿加工+后续精加工而成。虽然机械切削加工方法可以得到合格的齿形皮带轮，却存在着材料浪费大、加工时间长、加工工序多、生产效率低、制造成本高等缺点。

(2)粉末冶金：采用金属粉末经粉末压制+烧结加工而成。与机械切削加工相比，这种加工方法能得到尺寸精度高的、表面质量高的齿形皮带轮零件，且其材料利用率达到90％以上，具有加工工序少、生产效率高、制造成本低等优势；但由于粉末冶金制成的齿形皮带轮零件，其密度只能达到6.5g/cm³～7.2g/cm³，因此其承载能力较机械切削加工的齿形皮带轮要低很多。

采用精密锻造方法制备坯体，再经少量切削加工即得终产品，是一种更为理想的生产方法。合理设计一种适合生产齿形皮带轮的模具是技术关键。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种生产齿形皮带轮精密锻件的冷摆辗模具。

其技术方案如下：

一种生产齿形皮带轮精密锻件的冷摆辗模具，包括位于下方的凹模组件实用新型和位于上方的摆头组件实用新型，所述凹模组件实用新型设有开口向上的型腔实用新型，所述摆头组件实用新型包括竖向设置的摆头实用新型，所述摆头实用新型的下部为成型部实用新型，所述成型部实用新型向下正对所述型腔实用新型；

其关键在于，

所述型腔实用新型为阶梯孔状，包括由下到上排布并相互连通的第二圆柱型腔实用新型和第一圆柱型腔实用新型，所述第一圆柱型腔实用新型的内径大于所述第二圆柱型腔实用新型的内径；

所述第二圆柱型腔实用新型的内壁上环向均匀分布有条状的齿型腔实用新型，所述齿型腔实用新型与所述第二圆柱型腔实用新型等长并平行于其中心线设置；

所述第二圆柱型腔实用新型内滑动设置有凹模芯块实用新型，所述凹模芯块实用新型的外壁与所述第二圆柱型腔实用新型的内壁相适应；

所述成型部实用新型与所述型腔实用新型的形状相适应。

采用以上设计，其优点在于胚料放入第一圆柱型腔后，在摆头的作用下，胚料向第二圆柱型腔的轴向和径向流动，最终得到的锻件尺寸精度高、后续车削加工量小，利用该模具进行生产，能够提高生产效率。

作为优选技术方案，上述成型部包括由上到下顺次连接并同中心线设置的第一成型圆柱、第二成型圆柱和上球冠凸起，且三者外径依次减小；

所述第二成型圆柱的外径小于所述第二圆柱型腔的内径，所述第一成型圆柱的外径小于所述第一圆柱型腔的内径。

采用以上设计，成型部的形状与型腔相适应，并且与型腔内壁之间留有余量，避免摆碾过程中摆头与型腔内壁直接接触。

作为优选技术方案，上述凹模芯块的上表面设有下球冠凸起，该下球冠凸起与所述上球冠凸起正对。

采用以上设计，减薄锻件中心厚度。

作为优选技术方案，上述凹模组件包括组合凹模，该组合凹模包括由内到外依次同中心线设置的凹模外套、凹模芯和所述凹模芯块；

所述凹模外套和凹模芯均为圆筒状，所述凹模芯与所述凹模外套锥面配合，所述凹模芯的内腔为所述型腔。

采用以上设计，各部件结构简单，便于凹模组装。

作为优选技术方案，上述第二圆柱型腔的内壁上环向分布有33个所述齿型腔，所述齿型腔横截面呈梯形。

作为优选技术方案，上述凹模组件还包括滑块、凹模垫板、凹模压板和所述组合凹模；

所述滑块上表面开设有凹模安装腔，该凹模安装腔的底部设有所述凹模垫板，所述凹模垫板上方设有所述凹模压板，所述凹模压板的外壁与所述凹模安装腔的内壁贴合，所述凹模压板上贯穿开设有组合凹模安装孔，该组合凹模安装孔内嵌设有所述组合凹模，该组合凹模安装孔与所述凹模外套锥面配合；

所述凹模压板与所述凹模垫板以及所述滑块通过螺栓连接，以将所述组合凹模固定在所述滑块上。

采用以上设计，便于下模组装。

作为优选技术方案，上述凹模垫板和滑块上贯穿有同一个顶杆孔，该顶杆孔位于所述第二圆柱型腔下方并与其连通，该顶杆孔内滑动设置有顶杆，该顶杆的上端朝向所述凹模芯块。

采用以上设计，便于锻件成型后将其顶出。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：利用本模具生产的锻件尺寸精度高、后续车削加工量小，能够提高生产效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为组合凹模的结构示意图；

图3为图2中A-A剖视图；

图4为摆头的结构示意图；

图5为成型锻件的结构示意图；

图6为图5中B-B剖视图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种生产齿形皮带轮精密锻件的冷摆辗模具，包括位于下方的凹模组件200和位于上方的摆头组件100。

所述凹模组件200包括滑块210、凹模垫板220、凹模压板230和组合凹模。所述滑块210上表面开设有凹模安装腔，该凹模安装腔的底部设有所述凹模垫板220，所述凹模垫板220上方设有所述凹模压板230，所述凹模压板230的外壁与所述凹模安装腔的内壁贴合，所述凹模压板230上贯穿开设有组合凹模安装孔，该组合凹模安装孔内嵌设有所述组合凹模。所述凹模压板230与所述凹模垫板220以及所述滑块210通过螺栓连接，以将所述组合凹模固定在所述滑块210上。

如图2和3所示，所述组合凹模包括由内到外依次同中心线设置的凹模外套240、凹模芯250和所述凹模芯块260。所述凹模外套240和凹模芯250均为圆筒状。所述凹模外套240外壁与所述组合凹模安装孔孔壁锥面配合，且锥面由下到上逐渐减小，这样组合凹模被所述凹模垫板220所约束。所述凹模外套240与所述凹模芯250也采用锥面配合，所述凹模芯250的内腔构成型腔270。

所述型腔270为阶梯通孔状，包括由下到上排布并相互连通的第二圆柱型腔272和第一圆柱型腔271，第一圆柱型腔271的内径大于第二圆柱型腔272的内径。所述第二圆柱型腔272的内壁上环向均匀分布有33个条状的齿型腔273，所述齿型腔273与所述第二圆柱型腔272等长并平行于其中心线设置，所述齿型腔273横截面呈梯形。

所述第二圆柱型腔272内活动设置有圆柱状的凹模芯块260，所述凹模芯块260的上表面中心处设有下球冠凸起261，所述凹模芯块260的横截面为齿状面，所述凹模芯块260的外壁与所述第二圆柱型腔272的内壁相适应，所述凹模芯块260的齿状部分别伸入相应的所述齿型腔273内。所述凹模芯块260的高度小于所述第二圆柱型腔272的高度。

所述凹模垫板220和滑块210上分别贯穿有竖向孔，两个竖向孔同孔心线设置并连通以形成顶杆孔，该顶杆孔位于所述第二圆柱型腔272下方并与其连通，该顶杆孔内滑动设置有顶杆300，该顶杆300的上端朝向所述凹模芯块260。

所述摆头组件100包括球头座110，该球头座110下表面开设有摆头安装腔，该摆头安装腔内设有圆筒状的摆头座130和环状的摆头压板140，所述摆头座130和摆头压板140的内孔连通以形成摆头腔，所述摆头座130的上端抵靠所述摆头安装腔底部，所述摆头座130的下端贴靠有所述摆头压板140。

所述摆头座130的外壁与所述摆头安装腔贴合，所述摆头腔内由上到下依次设置有摆头垫块120和摆头150，所述摆头垫块120的上表面贴靠所述摆头安装腔底部，所述摆头垫块120的下表面贴靠有所述摆头150。如图4所示，所述摆头150包括摆头安装部151和固定设置在摆头安装部151下方的成型部153，所述摆头安装部151位于所述摆头腔内，所述成型部153向下伸出所述摆头腔。

所述摆头安装腔为上大下小的阶梯孔状，所述摆头座130的外壁具有贴合与所述摆头安装腔相配合的贴合台阶，所述摆头座130通过平行于其轴向的沉头螺栓与所述球头座110连接。所述摆头座130与所述摆头垫块120之间台阶配合，这样所述摆头座130将所述摆头垫块120抵紧在摆头安装腔底部。所述摆头安装部151的圆周面上设有台阶，所述摆头压板140的内孔与所述摆头安装部151台阶配合，所述摆头压板140再通过沉头螺栓与所述摆头座130连接，这样，将摆头150约束在摆头腔内。

所述成型部153向下正对所述型腔270，所述成型部153包括由上到下顺次连接并同中心线设置的第一成型圆柱154、第二成型圆柱155和上球冠凸起156，且三者外径依次减小。所述下球冠凸起261与所述上球冠凸起156正对。

所述第二圆柱型腔272的内径大于所述第二成型圆柱155的外径，所述第一圆柱型腔271的内径大于所述第一成型圆柱154的外径。第一成型圆柱154和第二成型圆柱155连接处外壁形成成型台阶，第二圆柱型腔272和第一圆柱型腔271的连接处形成型腔台阶，该成型台阶孔与成型台阶相对应。

加工时，先打开摆辗机的电源，启动摆辗机，摆辗机的球头座以2°摆角作摆动运动，摆辗机的滑块210作上、下往复运动；然后将经过软化退火处理和表面润滑处理的圆柱状坯料放入组合凹模的第一圆柱型腔271中，操作摆辗机使摆辗机的滑块210向上运动，从而使下模向上运动；当摆头150下端的成型部153下端面与坯料的上端面接触以后，若下模继续向上运动，便会使坯料内的金属沿第二圆柱型腔272的轴向和径向方向流动，逐渐摆辗成形出一带有薄法兰盘的齿轮精密锻件；当摆辗成形加工完成以后，操作摆辗机使滑块210回程(即下模向下运动)，当下模向下运动到某一位置时，停止回程，再操作摆辗机使摆辗机的顶杆300向上移动，从而推动凹模芯块260向上移动，由于凹模芯块260的向上移动，从而将已经摆辗成形的精密锻件从组合凹模的型腔270中顶出，随后取出该精密锻件。

如图5和6所示，成型后的精密锻件为一端大另一端小的圆柱台阶状，其中在较小端的圆周面上分布有轮齿，较小端的端面具有与所述下球冠凸起261形状相适应的第一空腔，较大端端面具有与所述成型部153相适应的第一空腔。精密锻件再经过少量的后续切削加工就能得到尺寸精度高、表面质量好、承载能力大的齿形皮带轮，而且具有材料利用率高、生产效率高、制造成本低等优势，克服了现有技术存在的不足。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种生产齿形皮带轮精密锻件的冷摆辗模具，包括位于下方的凹模组件(200)和位于上方的摆头组件(100)，所述凹模组件(200)设有开口向上的型腔(270)，所述摆头组件(100)包括竖向设置的摆头(150)，所述摆头(150)的下部为成型部(153)，所述成型部(153)向下正对所述型腔(270)；

其特征在于：

所述型腔(270)为阶梯孔状，包括由下到上排布并相互连通的第二圆柱型腔(272)和第一圆柱型腔(271)，所述第一圆柱型腔(271)的内径大于所述第二圆柱型腔(272)的内径；

所述第二圆柱型腔(272)的内壁上环向均匀分布有条状的齿型腔(273)，所述齿型腔(273)与所述第二圆柱型腔(272)等长并平行于其中心线设置；

所述第二圆柱型腔(272)内滑动设置有凹模芯块(260)，所述凹模芯块(260)的外壁与所述第二圆柱型腔(272)的内壁相适应；

所述成型部(153)与所述型腔(270)的形状相适应。

2.根据权利要求1所述的生产齿形皮带轮精密锻件的冷摆辗模具，其特征在于：所述成型部(153)包括由上到下顺次连接并同中心线设置的第一成型圆柱(154)、第二成型圆柱(155)和上球冠凸起(156)，且三者外径依次减小；

所述第二成型圆柱(155)的外径小于所述第二圆柱型腔(272)的内径，所述第一成型圆柱(154)的外径小于所述第一圆柱型腔(271)的内径。

3.根据权利要求2所述的生产齿形皮带轮精密锻件的冷摆辗模具，其特征在于：所述凹模芯块(260)的上表面设有下球冠凸起(261)，该下球冠凸起(261)与所述上球冠凸起(156)正对。

4.根据权利要求3所述的生产齿形皮带轮精密锻件的冷摆辗模具，其特征在于：所述凹模组件(200)包括组合凹模，该组合凹模包括由内到外依次同中心线设置的凹模外套(240)、凹模芯(250)和所述凹模芯块(260)；

所述凹模外套(240)和凹模芯(250)均为圆筒状，所述凹模芯(250)与所述凹模外套(240)锥面配合，所述凹模芯(250)的内腔为所述型腔(270)。

5.根据权利要求4所述的生产齿形皮带轮精密锻件的冷摆辗模具，其特征在于：所述第二圆柱型腔(272)的内壁上环向分布有33个所述齿型腔(273)，所述齿型腔(273)横截面呈梯形。

6.根据权利要求5所述的生产齿形皮带轮精密锻件的冷摆辗模具，其特征在于：所述凹模组件(200)还包括滑块(210)、凹模垫板(220)、凹模压板(230)和所述组合凹模；

所述滑块(210)上表面开设有凹模安装腔，该凹模安装腔的底部设有所述凹模垫板(220)，所述凹模垫板(220)上方设有所述凹模压板(230)，所述凹模压板(230)的外壁与所述凹模安装腔的内壁贴合，所述凹模压板(230)上贯穿开设有组合凹模安装孔，该组合凹模安装孔内嵌设有所述组合凹模，该组合凹模安装孔与所述凹模外套(240)锥面配合；

所述凹模压板(230)与所述凹模垫板(220)以及所述滑块(210)通过螺栓连接，以将所述组合凹模固定在所述滑块(210)上。

7.根据权利要求6所述的生产齿形皮带轮精密锻件的冷摆辗模具，其特征在于：所述凹模垫板(220)和滑块(210)上贯穿有同一个顶杆孔，该顶杆孔位于所述第二圆柱型腔(272)下方并与其连通，该顶杆孔内滑动设置有顶杆(300)，该顶杆(300)的上端朝向所述凹模芯块(260)。

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