專利名稱：內(nèi)斜齒輪或螺旋漸開線內(nèi)花鍵塑性精密成形裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及金屬材料的塑性精密成形技術(shù)，具體是一種內(nèi)斜齒輪或螺旋漸開
線內(nèi)花鍵塑性精密成形裝置，適用于大批量的扁平內(nèi)斜齒輪及螺旋漸開線內(nèi)花鍵類零件的 塑性精密成形。 目前，扁平類內(nèi)斜齒輪及螺旋漸開線內(nèi)花鍵零件，通常采用機械切屑加工工藝加 工，存在著刀具壽命低、成本高，產(chǎn)品的尺寸同一性不好，生產(chǎn)效率低，材料利用率低等問 題。隨著汽托工業(yè)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的機械切屑加工方法已無法滿足愈來愈大批量生產(chǎn)的 需求。 發(fā)明目的 本實用新型的目的正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處而提供一種用于 內(nèi)斜齒輪或螺旋漸開線內(nèi)花鍵塑性精密成形裝置。 本實用新型的研究機理是根據(jù)力學(xué)分析，內(nèi)斜齒輪及螺旋漸開線內(nèi)花鍵零件塑
性精密成形時，必須有徑向力與摩擦阻力相平衡，即旋轉(zhuǎn)裝置——要么凸模轉(zhuǎn)動，要么凹模
轉(zhuǎn)動，或者毛坯轉(zhuǎn)動，如此該成形裝置就比較復(fù)雜。鑒于此，綜合考慮多種因素如模具的結(jié)
構(gòu)形狀，制做的難易程度、使用壽命等，設(shè)計一套內(nèi)斜齒輪或螺旋漸開線內(nèi)花鍵塑性精密成
形裝置。該裝置的獨特之處在于把成形凸模做成分體組合式，齒形芯軸是活動的，凹模固
定，零件毛坯則處于自由狀態(tài)，舍棄了傳統(tǒng)的、復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)裝置和頂出裝置。
本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的本實用新型的塑性精密成形裝
置，包括上、下模板和安裝在上、下模板之間的一套組合凸模、組合凹模和工件頂出部分，所
述組合凸模包括凸模、凸模套配合和上墊板通過凸模鎖緊螺母裝于固定在上模板底面上
的凸模固定套內(nèi)，斜齒形芯桿與凸模呈分體結(jié)構(gòu)，斜齒形芯桿頂部加工有可放置滾珠的凹
坑；所述組合凹模是由凹模、中凹模、中凹模套、凹模外套相互過盈配合組成；所述工件頂
出部分包括頂出環(huán)、頂出塊和頂料桿。組合凹模與工件頂出部分通過凹模緊固圈固定在凹
模筒內(nèi)，墊塊、下墊板位于凹模筒內(nèi)；底部墊塊位于下模板中，下墊板、墊塊和底部墊塊由上
至下依次設(shè)置且均加工有中心孔，其中心孔軸線與整個模具中軸線重合，頂料桿、頂出塊、
頂出環(huán)依次安裝在該中心孔內(nèi)。 在本實用新型的裝置中，斜齒形芯桿是單獨設(shè)置、自由活動的，使用時可先穿入制 備好的毛坯內(nèi)孔中，成形結(jié)束時可以從工件中自由脫開。 其操作程序是先將凸模18與凸模套17間隙配合，然后與上墊板19 一起裝入21 內(nèi)，通過旋緊凸模鎖緊螺母21將凸模安裝在固定于上模板16底面上的凸模固定套20內(nèi)； 將小凹模12以一定的壓合量壓入中凹模4內(nèi)，然后再與中凹模套3壓配合，最后再與凹模 外套2壓配合，構(gòu)成組合凹模；將底部墊塊9放入下模板8內(nèi)，將墊塊7、下墊板11先后放入 凹模筒10內(nèi)；將頂料桿6、頂出塊5、頂出環(huán)23先后放入墊塊孔內(nèi)；將組合凹模放入凹模筒 10中，最后用凹模緊固圈1將整個凹模固定在凹模筒10上，凹模筒10固定在下模板8上。
技術(shù)背景[0009] 將斜齒形芯桿22穿入制備好的毛坯內(nèi)孔中，然后把毛坯放入凹模中，將滾珠14放 到斜齒形芯桿22的凹坑內(nèi)，凸模18隨著導(dǎo)柱導(dǎo)套15的下行接觸滾珠14使斜齒形芯桿22 旋轉(zhuǎn)，迫使金屬流動產(chǎn)生變形，當塑性精密成形內(nèi)斜齒工件13合乎要求時，壓機停止下行 而回程，下頂出裝置動作，通過頂料桿6、頂出塊5、頂出環(huán)23使內(nèi)斜齒工件13頂出。如此 循環(huán)往復(fù)即可以大批量生產(chǎn)扁平內(nèi)斜齒輪或螺旋漸開線內(nèi)花鍵類零件。 利用本裝置而設(shè)定的成形工藝已同日另行申報了發(fā)明專利。 本實用新型具有如下優(yōu)點 1、采用本塑性精密成形裝備成形的內(nèi)斜齒輪或螺旋漸開線內(nèi)花鍵，具有連續(xù)的金 屬纖維流線，避免了機械切屑加工時在齒(槽)根部形成的刀痕、微裂紋和光潔度差等缺 陷，材料組織更加致密，所以，零件耐磨損，強度高，使用壽命大大提高。 2、采用本塑性精密成形裝備成形內(nèi)斜齒輪或螺旋漸開線內(nèi)花鍵，可以大大縮短加 工工時，生產(chǎn)效率約是機加工的20 30倍。并且可節(jié)省大量的刀、量、卡具及機加工所需 的設(shè)備、人力、能源，同時材料的利用率亦大大提高，零件的尺寸同一性好，質(zhì)量高，具有顯 著的經(jīng)濟效益和社會效益，非常適合大批量生產(chǎn)應(yīng)用。 3、該裝置適合于內(nèi)斜齒輪或螺旋漸開線內(nèi)花鍵的塑性精密成形。其裝置結(jié)構(gòu)新 穎，加工制做簡單，使用操作便利，模具更換容易、壽命長，適宜大批量生產(chǎn)應(yīng)用。本裝置將 成形凸模做成上下分體活動式，這樣極大地方便了齒形凸模的加工和更換，可節(jié)省昂貴的 模具材料，經(jīng)濟效益顯著。成形過程中，凹模固定，斜齒形芯桿在滾珠的帶動下自由旋轉(zhuǎn)，零 件毛坯則處于自由狀態(tài)。利用滾珠實現(xiàn)斜齒形的旋轉(zhuǎn)成形，頂出部分也非常簡單，舍棄了 復(fù)雜、繁瑣的旋轉(zhuǎn)和頂出裝置。由于內(nèi)斜齒輪或螺旋漸開線內(nèi)花鍵的齒形精度由斜齒形芯 桿的精度保證，而該裝置的斜齒形芯桿的加工精度很容易保證，所以，成形制品的齒形精度 高。 4、利用本實用新型加工出的扁平類內(nèi)斜齒輪及螺旋漸開線內(nèi)花鍵零件，其齒形和 花鍵的表面光潔度、精度、尺寸等均達到零件的設(shè)計要求，無需再機加工即可使用。

附圖為本實用新型塑性精密成形裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中序號1是凹模緊固圈，2是凹模外套，3是中凹模套，4是中凹模，5是頂出塊， 6是頂料桿，7是墊塊，8是下模板，9是底部墊塊，10是凹模筒，11是下墊板，12是小凹模，13 是內(nèi)斜齒工件，14是滾珠，15是導(dǎo)柱導(dǎo)套，16是上模板，17是凸模套，18是凸模，19是上墊 板，20是凸模固定套，21是凸模鎖緊螺母，22是斜齒形芯桿，23是頂出環(huán)。
具體實施方式
本實用新型
以下結(jié)合附圖做進一步描述 如圖所示，本實用新型的內(nèi)斜齒輪(螺旋漸開線內(nèi)花鍵)塑性精密成形裝置包括 一套組合凸模、組合凹模和工件頂出部分。其具體裝配方式先將凸模18與凸模套17間隙 配合，然后與上墊板19 一起裝入21內(nèi)，通過旋緊凸模鎖緊螺母21將凸模安裝在固定于上 模板16底面上的凸模固定套20內(nèi)；將凹模12以一定的壓合量壓入中凹模4內(nèi)，然后再與 中凹模套3壓配合，最后再與凹模外套2壓配合，構(gòu)成組合凹模；將底部墊塊9放入下模板
48內(nèi)，將墊塊7、下墊板11先后放入凹模筒10內(nèi)；頂料桿6、頂出塊5、頂出環(huán)23依次安裝在 墊塊中心孔內(nèi)；將組合凹模放入凹模筒10中，最后用凹模緊固圈13將整個凹模固定在凹模 筒10上，凹模筒10固定在下模板8上。 將斜齒輪芯桿22穿入制備好的毛坯內(nèi)孔中，然后把毛坯放入凹模中，將滾珠14放
到斜齒輪芯桿22的凹坑內(nèi)，凸模18隨著導(dǎo)柱導(dǎo)套15的下行接觸滾珠14使斜齒形芯桿22
旋轉(zhuǎn)，迫使金屬流動產(chǎn)生變形。當塑性精密成形內(nèi)斜齒工件13合乎要求時，壓機停止下行
而回程，下頂出裝置動作，通過頂料桿6、頂出塊5、頂出環(huán)23使內(nèi)斜齒工件13頂出。如此
循環(huán)往復(fù)即可以大批量生產(chǎn)扁平內(nèi)斜齒輪或螺旋漸開線內(nèi)花鍵類零件。 成形扁平類內(nèi)斜齒輪或螺旋漸開線內(nèi)花鍵工件時，需把模具裝配好，小心謹慎地
將凸模與凹模調(diào)整對中，以便保證內(nèi)斜齒輪或螺旋漸開線內(nèi)花鍵件的精度。
權(quán)利要求一種內(nèi)斜齒輪或螺旋漸開線內(nèi)花鍵塑性精密成形裝置，其特征在于包括上、下模板(16、8)和安裝在上、下模板之間的一套組合凸模、組合凹模和工件頂出部分，所述組合凸模包括凸模(18)、凸模套(17)配合和上墊板(19)通過凸模鎖緊螺母(21)裝于固定在上模板(16)底面上的凸模固定套(20)內(nèi)，斜齒形芯桿(22)與凸模(18)呈分體結(jié)構(gòu)，斜齒形芯桿(22)頂部加工有可放置滾珠(14)的凹坑；所述組合凹模是由凹模(12)、中凹模(4)、中凹模套(3)、凹模外套(2)相互過盈配合組成；所述工件頂出部分包括頂出環(huán)(23)、頂出塊(5)和頂料桿(6)，組合凹模與工件頂出部分通過凹模緊固圈(1)固定在凹模筒(10)內(nèi)，墊塊(7)、下墊板(11)位于凹模筒(10)內(nèi)；底部墊塊(9)位于下模板(8)中，下墊板(11)、墊塊(7)和底部墊塊(9)由上至下依次設(shè)置且均加工有中心孔，其中心孔軸線與整個模具中軸線重合，頂料桿(6)、頂出塊(5)、頂出環(huán)(23)依次安裝在該中心孔內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑性精密成形裝置，其特征在于斜齒形芯桿(22)是單獨設(shè) 置、自由活動的。
專利摘要一種內(nèi)斜齒輪或螺旋漸開線內(nèi)花鍵塑性精密成形裝置，其特征在于該成形裝置由一套組合凸模、組合凹模和工件頂出部分組成。組合凸模采用上下分體式，斜齒形芯桿是自由活動的，利用滾珠實現(xiàn)斜齒形的旋轉(zhuǎn)成形。本實用新型的優(yōu)點在于成形裝置結(jié)構(gòu)簡單、獨特新穎，加工制做、更換便利，舍棄了傳統(tǒng)的、復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)裝置和頂出裝置，經(jīng)濟實用。經(jīng)實踐驗證本實用新型的精密成形模具壽命長，產(chǎn)品零件質(zhì)量高。利用本裝置加工內(nèi)斜齒輪或螺旋漸開線內(nèi)花鍵等零部件，其材料的利用率和生產(chǎn)效率比原工藝大大提高，非常適合大批量生產(chǎn)應(yīng)用，具有顯著的經(jīng)濟效益和良好的應(yīng)用前景。
文檔編號B21J13/02GK201524766SQ200920257870
公開日2010年7月14日 申請日期2009年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月5日
發(fā)明者劉忠明, 孟令先, 宋學(xué)進, 張元國, 張和平, 張志宏 申請人:鄭州機械研究所