一种薄壁毂的齿形成形模具和装置以及成形方法与流程

本发明属于机械领域，具体涉及一种金属件的成形模具以及成形方法。

背景技术：

离合器毂是离合器上的关键零件，毂体精度和强度的高低直接影响了离合器的使用性能(传动的精度、平稳和噪音)和寿命以及传动系统的可靠性。目前齿形离合器毂的成形方式主要有日本的轴向冲压和瑞典的旋锻成形方式。轴向冲压工艺存在齿形成形性差、模具磨损严重、轴向受拉伸底部易破损等缺陷；而旋锻工艺的成形效率低，零件表面有明显滚痕，而且模具和成形设备非常昂贵。

技术实现要素：

本发明目的是为了克服现有成形技术的不足，提供一种薄壁毂的径向向心成形的方法，并提供一种薄壁毂的齿形成形模具和装置。

本发明提供了一种薄壁毂的齿形成形模具，具有这样的特征，包括固定单元，包括设置在驱动部上的凸模和限位台；以及移动单元，包括与凸模相匹配的凹模，设置在驱动部上而与凸模相对的位置，凹模与凸模同轴且套在凸模上，其中，凹模包括外套筒和与该外套筒的内环面嵌合滑动的复数个凹模凸滑块，外套筒呈环形，凹模凸滑块与外套筒的内环面嵌合滑动的一面的对面上设置有与凸模的外壁平行的凸块，移动单元离开固定单元时，外套筒的内环面与外套筒靠近凸模的一端端面的夹角为锐角，用于在径向向心挤压成形时将凹模凸滑块的轴向位移转换为径向位移。

在本发明提供的薄壁毂的齿形成形模具中，还可以具有这样的特征：其中，沿外套筒环形内壁的周向均匀设置有复数个凹槽，凹模凸滑块具有与凹槽相配合的凸条，凹模凸滑块通过凸条在凹槽内滑动。

另外，在本发明提供的薄壁毂的齿形成形模具中，还可以具有这样的特征：凹槽为矩形槽、燕尾槽以及V形槽中的任意一种。

另外，在本发明提供的薄壁毂的齿形成形模具中，还可以具有这样的特征：其中，移动单元还包括上模板和固定板，上模板设置在外套筒一端且与外套筒固定连接，固定板设置在外套筒的另一端且与外套筒固定连接。

本发明提供了一种薄壁毂的齿形成形装置，其特征在于，包括薄壁毂的齿形成形模具和驱动该模具开合的驱动部，其中，薄壁毂的齿形成形模具为上述的任意一个的薄壁毂的齿形成形模具，驱动部具有：与成形模具的固定单元相连的固定端、与成形模具的移动单元相连的移动端，限位台的一端与固定端固定连接，另一端与凸模的一端固定连接。

在本发明提供的薄壁毂的齿形成形装置中，还可以具有这样的特征：其中，驱动部还包括顶出机构，顶出机构包括顶块、顶杆以及底杆，顶块设置在凸模靠近移动单元的端部，底部件设置在凸模远离移动单元的一端，顶杆的一端与顶块固定连接，另一端与底杆固定连接，位于凸模和限位台内。

另外，在本发明提供的薄壁毂的齿形成形装置中，还可以具有这样的特征：其中，驱动部还包括至少相对设置的两个拉杆机构，拉杆机构的一端与外套筒的外侧相连，另一端与底杆的外端相连。

另外，在本发明提供的薄壁毂的齿形成形装置中，还可以具有这样的特征：其中，拉杆机构包括上侧拉杆、下侧拉杆以及滑动件，

上侧拉杆一端与外套筒的外侧固定连接，另一端与滑动件固定连接，下侧拉杆内设置有空腔，一端与底杆固定连接，另一端位置与上侧拉杆重叠且设置在上侧拉杆的一侧。

另外，在本发明提供的薄壁毂的齿形成形装置中，还可以具有这样的特征：其中，空腔呈直线型且与移动单元的移动方向一致，滑动件在空腔内滑动。

本发明提供了一种薄壁毂的齿形成形的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将薄壁毂的齿形成形模具安装在驱动部中；

步骤2，将成形加工前的薄壁毂设置在齿形成形模具中固定单元的凸模上后，驱动部控制齿形成形装置中的移动单元向固定单元移动；

步骤3，进行径向向心挤压成形，移动单元的凹模套合在凸模的外部，凹模中的外套筒移动至薄壁毂与凸模贴合；

步骤4，径向向心挤压成形结束后，驱动部带动移动单元脱离固定单元；

步骤5，移动单元继续远离固定单元，移动单元通过拉杆机构带动顶出机构将成形加工后的薄壁毂顶出凸模后停止移动。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的薄壁毂的齿形成形模具和装置以及成形方法，齿形成形模具包括具有凸模的固定单元和具有凹模的移动单元，其中，凹模包括外套筒和与该外套筒的内环面嵌合滑动的复数个凹模凸滑块，外套筒呈环形，凹模凸滑块与外套筒的内环面嵌合滑动的一面的对面上设置有与凸模的外壁平行的凸块，移动单元离开固定单元时，外套筒的内环面与外套筒靠近凸模的一端端面的夹角为锐角。

因为本发明提供的薄壁毂的齿形成形模具和装置以及成形方法用径向向心成形替代了传统的轴向成形，使得薄壁毂坯料承受水平力，避免了轴向成形易产生的底部破裂的缺陷，所以，本发明的提供的薄壁毂的齿形成形模具具有提高产品质量的有益效果，同时极大地提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明的实施例中薄壁毂的齿形成形模具成形初始状态示意图；

图2是本发明的实施例中薄壁毂的齿形成形模具中一个凹模凸滑块与外套筒燕尾槽连接示意图；

图3是本发明的实施例中薄壁毂的齿形成形模具外套筒去掉后的俯视示意图；

图4是图3中A-A剖视示意图；以及

图5是本发明的实施例中薄壁毂的齿形成形模具成形结束状态示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明所涉及的薄壁毂的齿形成形模具和装置作具体阐述。

实施例

薄壁毂的齿形成形装置包括薄壁毂的齿形成形模具和驱动该模具开合的驱动部，实施例中，薄壁毂为离合器毂。

如图1所示，离合器毂的齿形成形模具包括固定单元和移动单元。

固定单元包括限位台7和凸模11。

限位台7固定设置在驱动部上，实施例中，限位台7具有如图1所示的左右通透的空腔，下端与驱动部固定相连。

凸模11呈圆柱形，固定设置在限位台7上部，圆柱中心设置有第一通孔，凸模11上部设置有向内凹陷的且与第一通孔连通的空腔，限位台7设置有与第一通孔相通的尺寸相同的第二通孔。

移动单元包括上模板1、外套筒2、复数个凹模凸滑块3以及固定板12，移动单元设置在驱动部上，位于与凸模11相对的位置。

上模板1为平板，水平设置在外套筒2的上部，与驱动部相连，实施例中，上模板1为圆板。

外套筒2呈环形，外套筒2与复数个凹模凸滑块3在外套筒2的内环面进行嵌合滑动，外套筒2的上端面与上模板1通过多个内六角螺栓固定连接，实施例中，沿外套筒环形内壁的周向均匀设置有多个凹槽2a，凹槽2a与外套筒2的下端面的水平夹角为锐角，凹槽2a为矩形槽、燕尾槽以及V形槽中的任意一种，实施例中，如图2所示，凹槽2a为燕尾槽，数量为18个，内六角螺栓数量为8个。

凹模凸滑块3具有与凹槽2a相配合的燕尾形凸条3a，凹模凸滑块3通过燕尾形凸条3a在凹槽2a内滑动，凹模凸滑块3与燕尾形凸条3a的对面位置上设置有与凸模的外壁平行的凸块3b，实施例中，凹模凸滑块3的数量为18个。

固定板12为平板，水平设置在外套筒2的下部，用于防止凹模凸滑块3从外套筒2中脱落，中部设置有让凸模11和离合器毂MP通过的通孔，实施例中，固定板12为圆板，固定板12与外套筒2的下部通过多个内六角螺栓固定连接，内六角螺栓数量为8个，上模板1和固定板12将18个通过燕尾槽安装好的凹模凸滑块3限制在外套筒2的内部。

如图1、图3所示，驱动部包括固定端9、移动端(图中未显示)、顶出机构以及两个拉杆机构。

如图4所示，固定端9与限位台7固定相连。

移动端与上模板1相连，用于驱动离合器毂的齿形成形模具移动单元移动。

顶出机构包括顶块13、顶杆10以及底杆8。

顶块13设置在如图1所示的凸模11的顶部，实施例中，顶块13为板状，设置在凸模11的顶部向内凹陷的空腔中。

顶杆10的上端穿过限位台7和凸模相连通的第一通孔、第二通孔与顶块13固定连接，下端位于限位台7内。

底杆8设置在限位台7内且穿过限位台7左右两端，底杆8的中部与顶杆10的下端固定连接。

两个拉杆机构分别相对设置在外套筒2的两侧，拉杆机构的一端与外套筒2的外侧相连，另一端与底杆8的外端相连。拉杆机构包括上侧拉杆4、下侧拉杆6以及滑动件5。

上侧拉杆4的上端与外套筒2的外侧内通过六角螺栓固定连接，下端与滑动件5固定连接。

滑动件5设置在如图1所示的上侧拉杆4的外侧。

下侧拉杆6内设置有贯通的空腔，空腔呈直线型且与移动单元的移动方向一致，滑动件5在空腔内滑动，下侧拉杆6的下端与底杆8固定连接，下侧拉杆6的上端位置设置在上侧拉杆4的外侧且与上侧拉杆4的下端重叠。

下面结合附图1和附图5来说明离合器毂齿形成形的操作方法：

步骤1，将离合器毂的齿形成形模具安装在驱动部中。

如图1所示是行程初始状态，齿形成形模具固定单元和移动单元分离的状态。外套筒2与18个凹模凸滑块3通过燕尾槽配合连接，上模板1和固定板12通过内六角螺栓分别固定在外套筒2的顶部和底部，两个上侧拉杆4通过螺栓分别连接在外套筒2两侧的铣削平面上，跟随外套筒2一起运动。

步骤2，将成形加工前的离合器毂毛坯设置在齿形成形模具中固定部的凸模上后，驱动部控制齿形成形装置中的移动单元向固定单元移动。

将成形加工前的离合器毂MP设置在齿形成形模具中固定单元的凸模11上，当行程开始后，上模板1、外套筒2及其连接部件随驱动部的移动端向下运动。

步骤3，进行径向向心挤压成形，移动单元的凹模套合在凸模的外部，凹模中的外套筒移动至离合器毂与凸模贴合。

当凹模凸滑块3与限位台7接触时，随着外套筒2的继续向下运动，凹模凸滑块3通过斜面与燕尾槽的共同作用开始由竖直轴向运动转化为水平径向运动，在接触到离合器毂MP时产生径向挤压。径向挤压成形在外套筒2下降到一定位置，到达如图5所示的离合器毂MP与凸模11贴合时结束。

步骤4，径向向心挤压成形结束后，驱动部带动移动单元脱离固定单元。

径向向心挤压成形结束后，外套筒2及其连接部件一同跟随移动端上行，各个凹模凸滑块3离开成形后的工件，然后在固定板12与燕尾槽的作用下跟随外套筒2向上运动。

步骤5，移动单元继续远离固定单元，移动单元通过拉杆机构带动顶出机构将成形加工后的的离合器毂顶出凸模后停止移动。

驱动部移动端继续向上运动，侧拉件4和底拉件6带动底部件8使得顶杆10和顶块13向上顶出加工好的离合器毂MP，行程结束。

另外，本发明中上侧拉杆4和下侧拉杆6长度的配合经过设计计算的验证，确保了在行程最低点时上侧拉杆4和下侧拉杆6不干涉，在行程最高点处拉开的长度空隙大于工件高度，确保工件的取放，从而符合实际生产加工要求。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的一种薄壁毂的齿形成形模具和装置，齿形成形模具包括具有凸模的固定单元和具有凹模的移动单元，其中，凹模包括外套筒和与该外套筒的内环面嵌合滑动的复数个凹模凸滑块，外套筒呈环形，凹模凸滑块与外套筒的内环面嵌合滑动的一面的对面上设置有与凸模的外壁平行的凸块，外套筒的内环面与外套筒靠近凸模的一端端面的夹角为锐角，把轴向位移转换为径向位移。

因为本实施例提供的薄壁毂的齿形成形模具用径向向心成形替代了传统的轴向成形，使得薄壁毂坯料承受水平力，避免了轴向成形易产生的底部破裂的缺陷，所以，本发明的提供的薄壁毂的齿形成形模具具有提高产品质量的有益效果，同时极大地提高了生产效率。

另外，凹槽为燕尾槽，燕尾槽具有定位准确，滑动可靠的特点。

进一步地，齿形成形装置包括顶出机构，在齿形成形结束后，通过开模的动作顶出加工好的薄壁毂，提高了生产效率。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。