CN214349365U - 齿轮、花键轴一体化成型锻造模具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种齿轮、花键轴一体化成型锻造模具，由镦粗模具和精锻模具组成；所述镦粗模具包括上下对应的平板上模和平板下模，待镦粗的坯料放置在平板下模的顶面中心，通过平板上模向下将坯料锻压成镦粗坯料；所述精锻模具包括上下对应的精锻上模和精锻下模，其对应面上的中心部位分别设置有上下对应的上模腔和下模腔，所述镦粗坯料放置在下模腔的底部中心，并通过精锻上模向下将镦粗坯料锻压成具有齿轮和花键轴的半精度的锻件。这种齿轮、花键轴一体化成型锻造模具生产效率更高，性能及使用寿命更加稳定；采用精密模锻方式成型时，不产生飞边，既能在最终零件上保留较完整的锻造流线，提高了零件的机械性能，又能大幅度节省原材料。
Description
技术领域
本实用新型涉及齿轮、花键轴锻造模具，尤其涉及一种齿轮、花键轴一体化成型锻造模具。
背景技术
齿轮、花键轴作为机械传动中重要的传动部件，在汽车制造、航天航空、船舶重工等工业领域都有着非常广泛的应用。齿轮、花键轴常用于机械传动装置上在传动过程中承载能力强，扭转力矩大，并且导向性好。
目前市面上的齿轮和花键轴多是采用分体化的设计，如说明书附图1和附图2所示，将齿轮和花键分开生产后再进行组装。
现有齿轮和花键轴的成型方式往往采用自由锻，自由锻是属于比较粗犷的热成型方式，其特点是打出大致轮廓，自由锻锻件比较笨重，且形状不规则，后续需要进行大量的机加工，机加工时、原材料浪费严重，生产效率低，产品内部无法实现较连续的锻造流线，因此，自由锻件的非连续金属组织的机械性能已逐渐不能满足日益提高的使用要求。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能够使齿轮和花键轴一体化锻造成型且成型精度高，精加工余量小的齿轮、花键轴一体化成型锻造模具。
为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种齿轮、花键轴一体化成型锻造模具，由镦粗模具和精锻模具组成；所述镦粗模具包括能够固定连接在压机上垫板底面的平板上模和能够固定连接在压机下垫板顶面的平板下模，所述平板上模和平板下模上下对应，待镦粗的坯料放置在平板下模的顶面中心，通过压机上垫板驱动平板上模向下将坯料锻压成镦粗坯料；所述精锻模具包括能够固定连接在压机上垫板底面的精锻上模和能够固定连接在压机下垫板顶面的精锻下模，所述精锻上模和精锻下模上下对应，其对应面上的中心部位分别设置有开口向下的上模腔和开口向上的下模腔，所述上模腔和下模腔上下对应，所述镦粗坯料放置在下模腔的底部中心，并通过压机上垫板驱动精锻上模向下将镦粗坯料锻压成具有齿轮和花键轴的半精度的锻件。
作为优选，所述上模腔的顶部中心设置有竖直向下的上冲头，所述下模腔的底部中心设置有竖直向上的下冲头，所述上冲头和下冲头上下对应；所述精锻上模底部位于上模腔的外侧部位设置有向下的上辐板成型凸起，下模腔底部位于下冲头外侧的部位设置有向上的下辐板成型凸起，所述上辐板成型凸起和下辐板成型凸起上下对应。
作为优选，所述上冲头、下冲头、上辐板成型凸起和下辐板成型凸起的边角均为圆角。
作为优选，所述精锻下模的顶面中心设置有内凹的定中孔，所述定中孔的面积大于下模腔的顶部面积，其与精锻上模插接式配合。
作为优选，所述下冲头的中心设置有与所述精锻下模底部连通的退料孔，所述退料孔内设置有与其相互配合的顶杆。
作为优选，所述顶杆的顶部设置有顶头，所述顶头的直径大于顶杆的直径，其与顶杆构成“T”字型结构；所述退料孔顶部设置有与所述顶头大小吻合的凹腔，所述顶头和顶杆分别位于所述凹腔和退料孔内，设置在凹腔内的顶头其顶面与下冲头的顶面齐平。
与现有技术相比，本实用新型的有益之处是：这种齿轮、花键轴一体化成型锻造模具采用精密模锻的方式成型，与自由锻相比，精密模锻在消除冶炼过程中产生的铸态疏松缺陷，提高产品密实性的同时，能够大幅度减小原材料的消耗，在压制过程中一次挤压成型相比自由锻的多次加热锻打大幅减少能源消耗，同时精密模锻产生的金属流线致密连续，由于零件是一个整体，相对于分体化零件装配，大大提高产品力学性能，增加了产品的使用寿命。
附图说明
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
图1是现有技术中齿轮内部结构剖视图；
图2是现有技术中花键轴内部结构剖视图；
图3是本实用新型齿轮、花键轴一体化成型锻造模具镦粗原理示意图；
图4和图5是本实用新型齿轮、花键轴一体化成型锻造模具精密模锻原理示意图；
图6是本实用新型中一体化齿轮、花键轴外部结构立体示意图；
图7是本实用新型中一体化齿轮、花键轴内部结构剖视图。
图中：1、齿轮；2、花键轴；3、坯料；4、平板上模；5、平板下模；6、镦粗坯料；7、精锻上模；7-1、上辐板成型凸起；7-2、上模腔；7-3、上冲头；8、精锻下模；8-1、下模腔；8-2、定中孔；8-3、下冲头；8-4、下辐板成型凸起；9、顶杆；10、锻件。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本实用新型进行详细描述：
图3至图5所示一种齿轮、花键轴一体化成型锻造模具，由镦粗模具和精锻模具组成；所述镦粗模具包括能够固定连接在压机上垫板底面的平板上模4和能够固定连接在压机下垫板顶面的平板下模5，所述平板上模4和平板下模5上下对应，待镦粗的坯料3放置在平板下模5的顶面中心，通过压机上垫板驱动平板上模4向下将坯料3锻压成镦粗坯料6；所述精锻模具包括能够固定连接在压机上垫板底面的精锻上模7和能够固定连接在压机下垫板顶面的精锻下模8，所述精锻上模7和精锻下模8上下对应，其对应面上的中心部位分别设置有开口向下的上模腔7-2和开口向上的下模腔8-1，所述上模腔7-2和下模腔8-1上下对应，所述镦粗坯料6放置在下模腔8-1的底部中心，并通过压机上垫板驱动精锻上模7向下将镦粗坯料6锻压成具有齿轮1和花键轴2的半精度的锻件10。
为了能初步成型花键轴2的轴孔，所述上模腔7-2的顶部中心设置有竖直向下的上冲头7-3，所述下模腔8-1的底部中心设置有竖直向上的下冲头8-3，所述上冲头7-3和下冲头8-3上下对应；所述精锻上模7底部位于上模腔7-2的外侧部位设置有向下的上辐板成型凸起7-1，下模腔8-1底部位于下冲头8-3外侧的部位设置有向上的下辐板成型凸起8-4，所述上辐板成型凸起7-1和下辐板成型凸起8-4上下对应。
为了保证精密模锻时金属坯料的流线性，所述上冲头7-3、下冲头8-3、上辐板成型凸起7-1和下辐板成型凸起8-4的边角均为圆角。
为了保证精锻上模7与精锻下模8在锻压时精锻上模7的周向位置，不会影响镦粗坯件6的位置，所述精锻下模8的顶面中心设置有内凹的定中孔8-2，所述定中孔8-2的面积大于下模腔8-1的顶部面积，其与精锻上模7插接式配合。
为了方便锻压后的锻件10从精锻下模8内退料，所述下冲头8-3的中心设置有与所述精锻下模8底部连通的退料孔，所述退料孔内设置有与其相互配合的顶杆9；所述顶杆9的顶部设置有顶头，所述顶头的直径大于顶杆9的直径，其与顶杆9构成“T”字型结构，顶头的顶面保证了其与锻件10底面的接触面，从而在退料时不会造成锻件10受力损伤；所述退料孔顶部设置有与所述顶头大小吻合的凹腔，所述顶头和顶杆9分别位于所述凹腔和退料孔内，设置在凹腔内的顶头其顶面与下冲头8-3的顶面齐平。
其具体加工方式如下：首先将柱形坯料3放置在压机下垫板顶面平板下模5的顶部中心，通过压机上垫板驱动连接在其底部的平板上模4向下，将坯料3锻压成镦粗坯料6，然后将镦粗坯料6取下，然后将镦粗坯料6放入加热炉中再次加热保温，然后将加热后的镦粗坯料6取出并放置在精锻下模8的下模腔8-1中心，该精锻下模8固定设置在压机下垫板的顶面，然后通过压机上垫板驱动连接在其底部的精锻上模7向下，使其与精锻下模8上的定中孔8-2配合，使精锻上模7压至定中孔8-2的零点位置，并将镦粗坯料6锻压成具有花键轴2和齿轮1结构形状的半精度锻件10，通过上冲头7-3和下冲头8-3形成花键轴2初始的轴孔7，便于后期精车加工；接着通过压机上的顶出机构推动与其上下对应的顶杆9，通过顶杆9将下模腔8-1中的锻件10顶出，最后通过精车加工，将锻件10精车成如图6和7所示的具有齿轮1和花键轴2的一体化零件。
这种齿轮、花键轴一体化成型锻造模具采用精密模锻的方式成型，与自由锻相比，精密模锻在消除冶炼过程中产生的铸态疏松缺陷，提高产品密实性的同时，能够大幅度减小原材料的消耗，在压制过程中一次挤压成型相比自由锻的多次加热锻打大幅减少能源消耗，同时精密模锻产生的金属流线致密连续，由于零件是一个整体，相对于分体化零件装配，大大提高产品力学性能，增加了产品的使用寿命；相对于分体式的结构，其生产效率更高，性能及使用寿命更加稳定；采用精密模锻方式成型时，不产生飞边，既能在最终零件上保留较完整的锻造流线，提高了零件的机械性能，又能大幅度节省原材料。
需要强调的是：以上仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种齿轮、花键轴一体化成型锻造模具，其特征在于：由镦粗模具和精锻模具组成；所述镦粗模具包括能够固定连接在压机上垫板底面的平板上模（4）和能够固定连接在压机下垫板顶面的平板下模（5），所述平板上模（4）和平板下模（5）上下对应，待镦粗的坯料（3）放置在平板下模（5）的顶面中心，通过压机上垫板驱动平板上模（4）向下将坯料（3）锻压成镦粗坯料（6）；所述精锻模具包括能够固定连接在压机上垫板底面的精锻上模（7）和能够固定连接在压机下垫板顶面的精锻下模（8），所述精锻上模（7）和精锻下模（8）上下对应，其对应面上的中心部位分别设置有开口向下的上模腔（7-2）和开口向上的下模腔（8-1），所述上模腔（7-2）和下模腔（8-1）上下对应，所述镦粗坯料（6）放置在下模腔（8-1）的底部中心，并通过压机上垫板驱动精锻上模（7）向下将镦粗坯料（6）锻压成具有齿轮（1）和花键轴（2）的半精度的锻件（10）。
2.根据权利要求1所述的齿轮、花键轴一体化成型锻造模具，其特征在于：所述上模腔（7-2）的顶部中心设置有竖直向下的上冲头（7-3），所述下模腔（8-1）的底部中心设置有竖直向上的下冲头（8-3），所述上冲头（7-3）和下冲头（8-3）上下对应；所述精锻上模（7）底部位于上模腔（7-2）的外侧部位设置有向下的上辐板成型凸起（7-1），下模腔（8-1）底部位于下冲头（8-3）外侧的部位设置有向上的下辐板成型凸起（8-4），所述上辐板成型凸起（7-1）和下辐板成型凸起（8-4）上下对应。
3.根据权利要求2所述的齿轮、花键轴一体化成型锻造模具，其特征在于：所述上冲头（7-3）、下冲头（8-3）、上辐板成型凸起（7-1）和下辐板成型凸起（8-4）的边角均为圆角。
4.根据权利要求1所述的齿轮、花键轴一体化成型锻造模具，其特征在于：所述精锻下模（8）的顶面中心设置有内凹的定中孔（8-2），所述定中孔（8-2）的面积大于下模腔（8-1）的顶部面积，其与精锻上模（7）插接式配合。
5.根据权利要求2所述的齿轮、花键轴一体化成型锻造模具，其特征在于：所述下冲头（8-3）的中心设置有与所述精锻下模（8）底部连通的退料孔，所述退料孔内设置有与其相互配合的顶杆（9）。
6.根据权利要求5所述的齿轮、花键轴一体化成型锻造模具，其特征在于：所述顶杆（9）的顶部设置有顶头，所述顶头的直径大于顶杆（9）的直径，其与顶杆（9）构成“T”字型结构；所述退料孔顶部设置有与所述顶头大小吻合的凹腔，所述顶头和顶杆（9）分别位于所述凹腔和退料孔内，设置在凹腔内的顶头其顶面与下冲头（8-3）的顶面齐平。
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| CN116274807A (zh) * | 2023-03-31 | 2023-06-23 | 嘉兴晨人一信仪表有限公司 | 一种叶轮锻造方法、使用该方法制造的叶轮和离心泵 |
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