本實用新型涉及鍛造模具，尤其涉及一種梯度壓力鍛造模具。

背景技術(shù)：

機械掛鉤在機械領(lǐng)域具備廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，隨著生產(chǎn)生活中機械自動化程度的逐步提高，機械掛鉤的強度與加工精度的要求也進一步提高。比如機械掛鉤的表面需要設(shè)置齒輪部件，用于實現(xiàn)掛鉤的可操作性。而為了簡化部件的復(fù)雜度，一般在機械掛鉤的表面直接開設(shè)棘齒，實現(xiàn)機械掛鉤的機械傳動。

但棘齒的齒密集程度高，齒的高寬比(齒的高寬比是指齒輪中，齒的全齒高與齒厚的比值)大。普通的一體式鍛造成形制備技術(shù)成品率低，加工出的棘齒不飽滿。而采用較高的壓力進行鍛造使得棘齒生產(chǎn)工藝復(fù)雜，加工成本較高?，F(xiàn)有技術(shù)多采用銑削，逐個齒加工。這使得棘齒的加工效率低，加工精度不高，不能滿足批量生產(chǎn)工藝要求?，F(xiàn)有技術(shù)中有部分小尺寸的棘齒鍛造加工，但只是用于單面棘齒成形，且不適用于大尺寸的棘齒加工成型。

因此，無法在簡單工藝下高效率、高質(zhì)量的加工飽滿的雙面棘齒是目前機械掛鉤鍛造工藝的困難所在。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種梯度壓力鍛造模具，解決現(xiàn)在低鍛造壓力下棘齒加工不飽滿的問題。

技術(shù)方案：一種梯度壓力鍛造模具，包括上模與下模，所述上模設(shè)有貫通的上模孔，上?？變?nèi)部設(shè)置有上模滑塊；所述下模設(shè)置有貫通的下?？祝履？變?nèi)部設(shè)置有下?；瑝K；所述上?；瑝K的成形面設(shè)置有上齒形模、下?；瑝K的成形面設(shè)置有下齒形模；所述上模、下模分別通過上模架、下模架與提供鍛造壓力的設(shè)備連接提供鍛造壓力的設(shè)備連接，所述上?；瑝K、下模滑塊分別通過上施壓軸和下施壓軸與提供鍛造壓力的設(shè)備連接。

進一步，上模固定在上模架上，下模固定在下模架上；上模架正對上?？盏奈恢蒙祥_有上施壓孔，下模架正對下模孔的位置上開有下施壓孔；上?；瑝K與上齒形模相對的一端連接上施壓軸，上施壓軸另一端伸出上施壓孔與提供鍛造壓力的設(shè)備連接；下?；瑝K中下齒形模端相對的一端連接下施壓軸，下施壓軸另一端伸出下施壓孔與提供鍛造壓力的設(shè)備連接。施壓軸所連接的提供鍛造壓力的設(shè)備與模架連接的提供鍛造壓力的設(shè)備不同，對坯料不同位置施加不同的鍛造壓力。在上模架與下模架上施加較小的鍛造壓力，將坯料鍛造整體成型；在上?；瑝K、下?；瑝K施加較高的鍛造壓力，在坯料表面鍛造出齒形飽滿的棘齒。

進一步，所述上齒形模包括若干根齒，所有的齒以上模滑塊底面的中心為中心點在徑向上向外輻射排布；所述下齒形模包括若干根齒，所有的齒以下?；瑝K底面的中心為中心點在徑向上向外輻射排布。

進一步，所述上齒形模中心設(shè)置有上圓形突起，上齒形模上的齒呈環(huán)形排布，環(huán)繞于上圓形突起的周圍；所述下齒形模中心設(shè)置有下圓形突起，下齒形模上的齒呈環(huán)形排布，環(huán)繞于下圓形突起的周圍。

進一步，在上模和/或下模上設(shè)置有標記鍛造孔，標記鍛造孔內(nèi)設(shè)置標記柱，標記柱形狀大小與標記鍛造孔相匹配，標記柱與坯料相接處的底面設(shè)置有標記模。

進一步，所述上?？诪殡A梯孔，包括上沉孔和上通孔，所述上沉孔位于上模的外表面，上通孔連通上模的內(nèi)表面；上?；瑝K為階梯軸狀，上模滑塊與上齒形模相對的一端設(shè)置有圓柱形的上凸緣，上凸緣位于上沉孔內(nèi)；所述下?？诪殡A梯孔，包括下沉孔和下通孔，所述下沉孔位于下模的外表面，下通孔連通下模的內(nèi)表面；下模滑塊為階梯軸狀，下?；瑝K與下齒形模相對的一端設(shè)置有圓柱形的下凸緣，下凸緣位于下沉孔內(nèi)。

進一步，所述上?；瑝K與上?？?、下?；瑝K與下模孔之間均留有0.1～2mm的間隙。

進一步，上模與下模設(shè)置有若干排氣孔。

進一步，鍛造模具還設(shè)置有形腔，所述型腔為兩端呈圓柱形的彎曲的四棱柱腔，彎曲的四棱柱腔由一端至另一端直徑逐步減小，彎曲的四棱柱腔一端設(shè)置有第一圓柱體腔，上?？着c下?？追謩e位于第一圓柱體腔的兩底面。

首先將坯放入下模中，然后開啟提供較低鍛造壓力的設(shè)備通過模架驅(qū)動上下模相對運動，對坯料進行初步鍛造。初步鍛造完成后，開啟提供較高鍛造壓力的設(shè)備，通過上施壓軸和下施壓軸帶動上?；瑝K與下?；瑝K相對運動，在坯料一端的兩側(cè)面鍛造出棘齒。然后反向開啟提供較低鍛造壓力的設(shè)備，帶動模架上的上模與下模彼此分離。此時保持上?；瑝K與下模滑塊靜止，使得鍛造完成的機械掛鉤脫離上模與下模。然后通過提供較高鍛造壓力的設(shè)備驅(qū)動上?；瑝K與下模滑塊反向運動，實現(xiàn)機械掛鉤與模具的完全脫離。

本實用新型梯度壓力鍛造模具的有益效果在于，通過對上模、下模以及上?；瑝K、下?；瑝K分別施加不同的鍛造壓力，將機械掛鉤主體與棘齒獨立并行加工，機械掛鉤一端兩側(cè)對稱鍛造棘齒，既簡化了加工工藝，亦提高了加工效率和加工質(zhì)量，并且能減緩鍛造過程中對零件的壓力差，減少機械掛鉤的結(jié)構(gòu)變形，提高加工精度和質(zhì)量。在鍛造棘齒的過程中，在棘齒形成的位置單獨施加較高的壓力，有效提高齒形模對圓柱形坯料的鍛造壓力，所鍛造形成的齒更加飽滿。并且加工過程中金屬徑向形變小，無隱性裂痕，對材料的結(jié)構(gòu)強度影響較小，所加工出的棘齒力學(xué)性能優(yōu)良。通過控制上模、下模與上?；瑝K、下?；瑝K的運動方向和順序，實現(xiàn)鍛造完成后的自動脫模。

附圖說明

圖1為本實用新型鍛造模具側(cè)視圖；

圖2為實施例1中所鍛造機械掛鉤主視圖；

圖3為實施例1中所鍛造機械掛鉤俯視圖；

圖4為實施例1圓柱形坯料示意圖；

圖5為模具的局部結(jié)構(gòu)放大圖；

其中：1-上模，101-上?？?，102-上沉孔，103-上通孔，104-上施壓孔，2-下模，201-下?？祝?02-下沉孔，203-下通孔，204-下施壓孔，3-上?；瑝K，301-上施壓板，302-上施壓軸，303-上凸緣，305-上齒形模，306-上圓形突起，4-下?；瑝K，401-下施壓板，402-下施壓軸，403-下凸緣，405-下齒形模，406-下圓形突起，5-排氣孔，6-第二圓柱體腔，7-四棱柱腔，8-第一圓柱體腔，9-下模架，10-標記，11-上模架，12-斜切面，13-下棘齒，14-上棘齒，15-上圓柱凹槽，16-下圓柱凹槽，17-標記鍛造孔，18-標記柱，19-第二圓柱體，20-四棱柱，21-第一圓柱體。

具體實施方式

實施例1

下面結(jié)合具體實施例和附圖，進一步闡述本實用新型。

鍛壓成形的部件某些區(qū)域結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要較大的鍛模壓力才能鍛造出合格的產(chǎn)品。比如一端的兩側(cè)帶有棘齒的機械掛鉤，如圖2所示，在機械掛鉤一端的兩側(cè)面需要鍛造形成密集的上棘齒14與下棘齒13，而普通的鍛模壓力下難以形成密集、飽滿的齒。若對整個模具施加相對較高的壓力雖然能夠提高棘齒的質(zhì)量，但過高的整體鍛造壓力不利于鍛造工藝的簡化。

因此本實施例提出同一個模具在不同位置施加不同的鍛造壓力，模具上鍛造壓力較小的位置用于普通結(jié)構(gòu)的鍛造成形，在上模1和下模2上分別開有上?？?01和下?？?01，在上?？變?nèi)設(shè)置上?；瑝K3，下模孔內(nèi)設(shè)置下模滑塊4，通過上模滑塊、下?；瑝K對坯料施加較高的鍛造壓力。所述上模、下模通過模架與提供鍛造壓力的設(shè)備連接，所述上?；瑝K、下?；瑝K分別通過上施壓軸302和下施壓軸402與提供鍛造壓力的設(shè)備連接，實現(xiàn)一次鍛壓過程中對坯料不同位置施加不同的壓力，既保證坯料能夠整體鍛造成機械掛鉤形狀，又保證在?；瑝K所對應(yīng)的坯料位置形成飽滿的棘齒，從而降低了加工成本，提高了生產(chǎn)效率，并保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

本實施例中給出一種鍛造上述機械掛鉤的裝置的實施例，如圖1所示，包括上模1和下模2兩部分，上模和下模凹陷所形成的型腔中部為彎曲的四棱柱腔7，所述四棱柱腔7的一端向另一端直徑逐步減小，四棱柱腔直徑較小的一端為第二圓柱體腔6，在第二圓柱體腔底部設(shè)置有排氣孔5，用于排出型腔內(nèi)部的氣體；四棱柱腔直徑較大的一端為第一圓柱體腔8，上?？?01與下?？?01分別位于第一圓柱體腔的兩底面，所述上?？走B通上型腔與上模外側(cè)，所述上?？變?nèi)部設(shè)置有上?；瑝K3，所述下模內(nèi)設(shè)置有下模孔，所述下?？走B通下型腔與下模外側(cè)，所述下?？變?nèi)部設(shè)置有下?；瑝K4，所述上?；瑝K與下?；瑝K對稱設(shè)置在坯料兩側(cè)。所述下模滑塊成形面設(shè)置有下齒形模405，上?；瑝K成形面設(shè)置有上齒形模305，所述上齒形模305包括若干根齒，所有的齒以上模滑塊3底面的中心為中心點在徑向上向外輻射排布；所述下齒形模405包括若干根齒，所有的齒以下模滑塊4底面的中心為中心點在徑向上向外輻射排布。上齒形模305中心設(shè)置有上圓形突起306，上齒形模上的齒呈環(huán)形排布，環(huán)繞于上圓形突起的周圍；所述下齒形模405中心設(shè)置有下圓形突起406，下齒形模上的齒呈環(huán)形排布，環(huán)繞于下圓形突起的周圍。

所述上齒形模包括若干根相同的齒，所有齒以上?；瑝K底面的中心為中心點在徑向上輻射設(shè)置，并以環(huán)形均勻排列在上?；瑝K底面的中心周圍，并在環(huán)形排布的齒中心設(shè)置有上圓形突起306；所述下齒形模包括若干根相同的齒，所有齒以下模滑塊底面的中心為中心點在徑向上輻射設(shè)置，并以環(huán)形均勻排列在下模滑塊底面的中心周圍，并在環(huán)形排布的齒的中心設(shè)置有下圓形突起406。

本實施例中，上模固定在上模架11上，下模固定在下模架9上，所述上模架與下模架均通過第一液壓機驅(qū)動，上模架上開有上施壓孔104，下模架上開有下施壓孔204，上施壓孔設(shè)置在上模孔101所正對的上模架處，上?；瑝K一端連接上施壓軸302，上施壓軸另一端伸出上施壓孔后通過上施壓板301連接第二液壓機；下施壓孔設(shè)置在下模孔201所正對的下模架處，下?；瑝K一端連接下施壓軸402，下施壓軸另一端伸出下施壓孔后通過下施壓板401連接第二液壓機。

為了控制上?；瑝K和下模滑塊下壓的深度，如圖1和圖5所示，上?？?01為階梯孔，包括上沉孔102和上通孔103，所述上沉孔102設(shè)置于上模1的外表面，所述上?？?01內(nèi)部設(shè)置有上模滑塊3，上?；瑝K3為階梯軸狀，上?；瑝K3與上齒形模305相對的一端設(shè)置有圓柱形的上凸緣303，上凸緣303設(shè)置于上沉孔102內(nèi)；所述下?？?01為階梯孔，包括下沉孔202和下通孔203，所述下沉孔202位于下模2的外表面，所述下模孔201內(nèi)部設(shè)置有下?；瑝K4，下?；瑝K4為階梯軸狀，下?；瑝K4與下齒形模405相對的一端設(shè)置有圓柱形的下凸緣403，下凸緣403位于下沉孔202內(nèi)，所述下?；瑝K4的成形面設(shè)置有下齒形模405。

本實施例中在上?；蛳履＿€設(shè)置標記鍛造孔，標記鍛造孔17內(nèi)部設(shè)置標記柱18，標記柱18與圓柱形坯料相接觸的面設(shè)置標記模，以在產(chǎn)品表面鍛造出商標、型號等字樣，標記?？梢詾殛柲Ｒ部梢詾殛幠！擞浿商鎿Q，方便在機械掛鉤的表面鍛造出不同類型商標、型號的標記。根據(jù)標記鍛造所需要的壓力，標記柱18的另一端可以單獨連接液壓機，亦可以通過模架施加鍛造的壓力。

本實施例鍛造的機械掛鉤如附圖2至附圖3所示，機械掛鉤包括彎曲的四棱柱20及其兩端的第一圓柱體21和第二圓柱體19；所述四棱柱20的一端向另一端直徑逐步減小，四棱柱20直徑較大的一端與第一圓柱體連接，四棱柱20直徑較小的一端設(shè)置有第二圓柱體，第一圓柱體兩底面對稱設(shè)置有上棘齒14與下棘齒13。上棘齒、下棘齒中所有的齒以第一圓柱體底面的中心為中心點在徑向上向外輻射排布，通過上?；瑝K、下模滑塊上的上圓形突起306、下圓形突起406在第一圓柱體兩個底面的中心分別鍛造有上圓柱凹槽15和下圓柱凹槽16，上棘齒的齒呈環(huán)形排布，環(huán)繞于上圓柱凹槽；下棘齒中心設(shè)置有下圓柱凹槽，下棘齒的齒呈環(huán)形排布，環(huán)繞于下圓柱凹槽的周圍。在第二圓柱體19兩底面對稱設(shè)置斜切面12，用于掛鉤的下一步加工。本實施例鍛造的機械掛鉤采用如圖4所示的彎曲的圓柱形坯料進行鍛造，圓柱形坯料的一端直徑比另一端直徑大，經(jīng)鍛造模具鍛造后，圓柱形坯料直徑大的一端被鍛造成第一圓柱體；圓柱形坯料直徑較小的一端鍛造成第二圓柱體，所述第一圓柱體底面所在平面與第二圓柱體底面所在平面相垂直。

鍛造時首先將坯料放置在下模上，然后開啟第一液壓機通過模架驅(qū)動上下模相對運動，施加較小的鍛造壓力，對坯料進行初步鍛造。初步鍛造完成后，開啟第二液壓機，第二液壓機帶動兩塊施壓板相對運動，施壓板通過施壓軸驅(qū)動上模滑塊與下?；瑝K相對運動，施加較大的鍛造壓力，在坯料一端的兩側(cè)面鍛造出棘齒。然后反向驅(qū)動模架，帶動上模與下模彼此分離。此時保持上模滑塊與下?；瑝K靜止，使得鍛造完成的機械掛鉤脫離上模與下模。然后驅(qū)動上?；瑝K與下?；瑝K上下彼此反向運動，實現(xiàn)機械掛鉤的脫離。

本實施例中，采用上模架、下模架與上施壓軸、下施壓軸分別對坯料施加壓力進行鍛造，模架施加較小的壓力實現(xiàn)坯料整體形狀的鍛造，而施壓軸施加相對較大的壓力，實現(xiàn)棘齒的鍛造，鍛造出的齒更加飽滿，缺陷少。并且本實施例中采用上下兩側(cè)對稱施加壓力鍛造棘齒，確保坯料成型過程中上下受力均勻，保證了機械掛鉤加工精度，減小坯料在加工過程中的扭曲，有效提高機械掛鉤的機械強度。

本實施例中所加工的棘齒突出機械掛鉤主體部分，使得棘齒是在模孔內(nèi)部鍛造成形。鍛造過程中，在金屬材料在?？椎膱A柱形孔內(nèi)部受力后，無法發(fā)生形變向周向擠出，減小豎直方向鍛造壓力的轉(zhuǎn)移損失，有效提高?；瑝K對圓柱形坯料的鍛造壓力，所鍛造出齒的高寬比大。如果采用常規(guī)一體式鍛造技術(shù)，整個模具需要在相對較高的壓力下才能形成同樣高寬比的齒。而通過對模具結(jié)構(gòu)的改進，僅需要在?？變?nèi)部施加相對較高的壓力，實現(xiàn)齒的鍛造，不僅降低了機械掛鉤的加工難度，更克服了現(xiàn)有技術(shù)中分別加工同一機械掛鉤兩側(cè)棘齒，材料受力不均勻，所制備的機械掛鉤強度低、使用壽命短的問題。

本實施例中所提供的模具將滑塊與鍛造模具整體分離，方便更換滑塊實現(xiàn)不同尺寸棘齒的制造，也方便更換容易損壞的滑塊。

需要指出的是，上述實施例僅為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項目技術(shù)的人士能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據(jù)本實用新型精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。