专利名称：修形直齿圆锥齿轮闭式冷温精锻模具的制作方法
技术领域：
本实用新型属于压力机的模具，用于直齿圆锥齿轮闭式冷、温精锻。
背景技术：
传统的直齿圆锥齿轮闭式冷温锻模，上凹模与下凹模的分模面为曲面，齿形高于分模面，见文献1、寇清华杨慎华等，轿车圆锥齿轮冷闭塞锻造数值模拟分析，中国机械工程，第十四卷第20期2003年10月，1121-1124页；文献2、杨慎华，寇清华等，轿车差速器行星齿轮与半轴齿轮冷闭塞锻造研究，锻压技术，2004第一期，9-12页；文献3胡亚民主编，精锻模具图册，北京机械工业出版社，2002，169页；闭式冷精锻时，高于分模面的部分不仅产生强烈的应力集中(高达3000Mpa)，且作用齿尖上的模锻力的水平分力对齿尖产生附加弯距和剪切力，既容易造成齿尖压塌，又容易造成齿尖断裂，导致齿形凹模使用寿命低；曲面分模使模具制造难度增大。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种修形直齿圆锥齿轮闭式冷温精锻模具，克服现有直齿圆锥齿轮闭式冷温锻模的缺点，在双动或者单动压力机上使用。
本实用新型的修形直齿圆锥齿轮闭式冷温精锻模具，由上凹模、上冲头、下凹模、下冲头组成，上凹模为齿形凹模，下凹模为背锥凹模；其特征在于(1)上凹模与下凹模的分模面为平面；(2)上凹模固定在双动压力机外滑块下平面，上冲头固定在双动压力机内滑块下平面；或上凹模固定在具有闭压油缸的单动压力滑块下平面，下凹模固定在闭压油缸的活塞上平面。
所述的修形直齿圆锥齿轮闭式冷温精锻模具，其进一步的特征在于，圆锥齿轮水平投影最大外轮廓靠近小端所在平面低于分模面时，沿所述最大外轮廓靠近小端的平面至分模面向外取15°-20°的斜度。
本实用新型的模具结构比较简单，制造、安装和使用容易，工作可靠，模具使用寿命长。本实用新型的上凹模与下凹模为平面分模，齿形的齿顶与分模面处于同一平面内，没有高于分模面，因而不会产生应力集中现象，经有限元模拟计算和实验测试，其齿顶处的应力约为1000Mpa左右，仅为前者的三分之一，也不存在附加弯距和剪切力，从而使寿命大为提高；因为平面分模，所以其制造比较简单。在齿型凹模上可沿最大外轮廓至分模面向外取15°-20°的斜度。其作用一是形成分流降压腔；二是便于齿轮锻件的齿形模具模腔中取出。本实用新型的模具主要用于修形直齿圆锥齿轮的闭式冷、温精锻，也适用于传动的直齿圆锥齿轮的闭式冷温精锻。
图1为本实用新型的结构示意图；图2a为本实用新型的分模面示意图；图2b为传统的直齿圆锥齿轮闭式冷温锻模分模面示意图；图3为背锥凹模示意图；图4a、图4b为齿轮在水平面上投影最大的外轮廓所在的水平面位置示意图；图5为本实用新型在双动压力机上安装示意图；图6为本实用新型在具有闭压油缸的单动压力机上安装示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括上冲头1，上凹模2，下凹模4，下冲头5，加工时，齿轮精密锻件3置于上凹模2和下凹模4之间。
图2a表示本实用新型上凹模的分模面为平面，与之相比较，图2b传统的直齿圆锥齿轮闭式冷温锻模分模面为曲面，齿形高于分模面。
图3为背锥凹模示意图，本实用新型和传统的直齿圆锥齿轮闭式冷温锻模没有区别。
图4a、图4b为齿轮在水平面上投影最大的外轮廓所在的水平面位置示意图；圆锥齿轮水平投影最大外轮廓靠近小端所在平面如图4a和图4b中虚线所示位置，当其低于分模面时，传统的直齿圆锥齿轮闭式冷温锻模如图4b所示，沿所述最大外轮廓靠近小端的平面至分模面是垂直的；本实用新型则如图4a所示，沿所述最大外轮廓靠近小端的平面至分模面向外取15°-20°的斜度。
模具在双动压力机上的工作过程如图5所示，待精锻毛坯3放入下凹模4，下凹模4与下凹模的底板9连接，通过底板8与双动压力机外滑块7固定在一起的上凹模2随外滑块7一起向下行程，当与下凹模4接触后则与下凹模4压紧，形成修形直齿圆锥齿轮的封闭模腔。然后固定在双动压力机内滑块6上的冲头1随内滑块下行，当与毛坯接触后对毛坯挤压变形，使金属毛坯充满模腔成形为直齿圆锥齿轮精密锻件。模锻成形结束后，首先上冲头1随内滑块6回程而从锻件3与上凹模2中退出，然后上凹模2随外滑块7向上回程离开下凹模4，整个模锻过程结束。
模具在具有闭压油缸的单动压力机上的工作过程如图6所示，待精煅的毛坯放入下凹模4，固定于单动压力机滑块10下面的上凹模2和上冲头1随滑块10一起下行，当上凹模2与下凹模4接触后，两个凹模闭合加上上冲头1一起形成封闭模腔，随着闭合的整体凹模通过活塞12压缩油缸体14中的油液13产生反向压力，该反向压力将下凹模4与上凹模2紧紧闭合在一起，压力的大小通过液流阀15调节。通过上凹模2、上冲头1与固定于压力机工作台上的下冲头5之间的对向挤压，使毛坯变形充满凹模模腔而成形为修形直齿圆锥齿轮精密锻件。模锻成形结束后，上凹模2与上冲头1随滑块10回程，而与下凹模4分离。在油压13的作用下，下凹模4与锻件3随着上凹模1回程而向上移动至上限位置为止，整个模锻过程结束。
权利要求1.一种修形直齿圆锥齿轮闭式冷温精锻模具，由上凹模、上冲头、下凹模、下冲头组成，上凹模为齿形凹模，下凹模为背锥凹模；其特征在于(1)上凹模与下凹模的分模面为平面；(2)上凹模固定在双动压力机外滑块下平面，上冲头固定在双动压力机内滑块下平面；或上凹模固定在具有闭压油缸的单动压力滑块下平面，下凹模固定在闭压油缸的活塞上平面。
2.如权利要求1所述的修形直齿圆锥齿轮闭式冷温精锻模具，其特征在于，圆锥齿轮水平投影最大外轮廓靠近小端所在平面低于分模面时，沿所述最大外轮廓靠近小端的平面至分模面向外取15°-20°的斜度。
专利摘要修形直齿圆锥齿轮闭式冷温精锻模具，属于压力机的模具，本实用新型由上凹模、上冲头、下凹模、下冲头组成，上凹模为齿形凹模，下凹模为背锥凹模；上凹模与下凹模的分模面为平面；上凹模固定在双动压力机外滑块下平面，上冲头固定在双动压力机内滑块下平面；或上凹模固定在具有闭压油缸的单动压力滑块下平面，下凹模固定在闭压油缸的活塞上平面。本实用新型结构比较简单，制造、安装和使用容易，工作可靠，模具使用寿命长。主要用于修形直齿圆锥齿轮的闭式冷、温精锻，也适用于传动的直齿圆锥齿轮的闭式冷温精锻。
文档编号B21J13/02GK2871060SQ20052009855
公开日2007年2月21日 申请日期2005年10月31日 优先权日2005年10月31日
发明者金俊松, 王金波, 夏巨谌, 胡国安, 王新云 申请人:华中科技大学