一种小模数直齿轮冷镦挤成形工艺及模具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及小模数直齿轮的精锻成形技术领域，特别涉及一种小模数直齿轮冷镦挤成形工艺及模具。
【背景技术】
[0002]小模数直齿轮的精锻成形，具有节材、节能、加工成本低、效率高等显著优势，而且可以大幅度提高产品内在质量与表面质量，但是由于齿形(特别是上下角隅处)充填困难，需要较大的成形力，引起凹模型腔壁压强过大，导致凹模容易开裂，基于此，日本的K.0sakada等人提出了采用分流原理降低成形载荷；英国的Tuncer C和Dean T.A.提出了用空心锻坯精锻直齿圆柱齿轮的浮动凹模原理；南昌大学的谭险峰、林治平和江雄心等利用浮动组合凹模分析了冲挤、镦挤、分流镦挤、带芯棒镦挤、调面镦挤和带毂件复合镦挤等成形方式；郑州机械所刘华等人利用液压装置实现浮动凹模双向墩挤坯料，获得所需的工件。这些利用分流原理和浮动凹模的齿轮精锻成形工艺和装置，有的在成形后需要机加工去除过多的材料，达不到精锻的目的，有的成形载荷过大，模具寿命难以保证，有的模具装置复杂，控制起来困难，失去了精锻成形高效、节能的特点，难于实现工业应用。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种小模数直齿轮冷镦挤成形工艺和模具，该工艺只需一套模具，两个成形工步即可完成小模数直齿轮的成形，具有工艺流程简单可靠，易于实现的优点。
[0004]为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为:
[0005]一种小模数直齿轮冷镦挤成形工艺，包括以下步骤:
[0006]第一步，将经磷化皂化处理的圆柱形坯料I放置于齿形凹模6和下齿模8组成的成形模具的模腔中，上齿模5压下，圆柱形坯料I流入齿形凹模6的标准内齿型腔6a中，当标准内齿型腔6a充满且有部分坯料被挤入标准内齿型腔6a的齿顶分流腔6b中，成形出带齿顶飞边4的预锻件2时，上齿模5停止挤压并向上退出齿形凹模6 ;
[0007]第二步，下齿模8在下顶杆11的作用下将带齿顶飞边4的预锻件2向上反向推出齿形凹模6，在齿形凹模6上部标准内齿型腔6a的作用下对预锻件2的齿顶飞边4进行整形得到终锻件3。
[0008]一种小模数直齿轮冷镦挤成形模具，包括齿形凹模6，齿形凹模6固定在下模座上，齿形凹模6上开设有标准内齿型腔6a，并在标准内齿型腔6a的下部齿顶部分开设有齿顶分流腔6b，齿形凹模6通过其上的标准内齿型腔6a与上齿模5和下齿模8上的外齿配合，上齿模5顶部和上模座固定，导向圈9上的内孔套在下齿模8的外环面上，导向圈9下部固定在下垫板10上，下垫板10固定在下模座上，下齿模8的下底面抵在下垫板10和顶出杆11上，顶出杆11固定在压力机的顶出机构上。
[0009]由于本发明工艺采用两步成形工序，第一步成形出带齿顶飞边的预锻件，此时，齿形基本充满但坯料未完全充满标准内齿型腔的齿顶分流腔，成形载荷较低，第二步将预锻件反向推出，对预锻件齿顶整形得到终锻件，成形载荷更低，该工艺只需一套模具，两个成形工步，简单可靠，易于实现，成形模具结构简单，具有材料利用率高、生产效率高、载荷低和模具寿命高等优点。
【附图说明】
[0010]图1为本发明成形工艺图。
[0011]图2为本发明成形模具示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本发明做详细描述。
[0013]参考图1和图2，一种小模数直齿轮冷镦挤成形工艺，包括以下步骤:
[0014]第一步，将经磷化皂化处理的圆柱形坯料I放置于齿形凹模6和下齿模8组成的成形模具的模腔中，上齿模5压下，圆柱形坯料I流入齿形凹模6的标准内齿型腔6a中，待标准内齿型腔6a充满且有部分坯料被挤入标准内齿型腔6a的齿顶分流腔6b中，成形出带齿顶飞边4的预锻件2时，上齿模5停止挤压并向上退出齿形凹模6，此成形工步中齿形凹模6固定在下模座上，对圆柱形坯料I形成向上的摩擦力，促进了带齿顶飞边4的预锻件2上角部齿形的充填；
[0015]第二步，下齿模8在下顶杆11的作用下将带齿顶飞边4的预锻件2向上反向推出齿形凹模6，在齿形凹模6的上部标准内齿型腔6a的作用下将预锻件2整形得到终锻件3，此成形工步中齿形凹模6固定在下模座上，对预锻件2形成向下的摩擦力，促进了终锻件3的下角部齿形的充填。
[0016]参照图2，一种小模数直齿轮冷镦挤成形模具，包括齿形凹模6，齿形凹模6固定在下模座上，齿形凹模6上开设有标准内齿型腔6a，并在标准内齿型腔6a的下部齿顶部分开设有齿顶分流腔6b，齿形凹模6通过其上的标准内齿型腔6a与上齿模5和下齿模8上的外齿配合，上齿模5顶部和上模座固定，导向圈9上的内孔套在下齿模8的外环面上，导向圈9对下齿模8进行导向，导向圈9下部固定在下垫板10上，下垫板10固定在下模座上，下齿模8的下底面抵在下垫板10和顶出杆11上，顶出杆11固定在压力机的顶出机构上。
【主权项】
1.一种小模数直齿轮冷镦挤成形工艺，其特征在于，包括以下步骤: 第一步，将经磷化皂化处理的圆柱形坯料(I)放置于齿形凹模(6)和下齿模(8)组成的成形模具的模腔中，上齿模(5)压下，圆柱形坯料(I)流入齿形凹模(6)的标准内齿型腔(6a)中，待标准内齿型腔^a)充满且有部分坯料被挤入标准内齿型腔^a)的齿顶分流腔(6b)中，成形出带齿顶飞边(4)的预锻件(2)时，上齿模(5)停止挤压并向上退出齿形凹模(6)； 第二步，下齿模(8)在下顶杆(11)的作用下将带齿顶飞边(4)的预锻件(2)向上反向推出齿形凹模￠)，在齿形凹模(6)上部标准内齿型腔^a)的作用下将预锻件(2)整形得到终锻件⑶。
2.实现权利要求1所述工艺的一种小模数直齿轮冷镦挤成形模具，其特征在于:包括齿形凹模￠)，齿形凹模￠)固定在下模座上，齿形凹模(6)上开设有标准内齿型腔(6a)，并在标准内齿型腔^a)的下部齿顶部分开设有齿顶分流腔(6b)，齿形凹模(6)通过其上的标准内齿型腔^a)与上齿模(5)和下齿模(8)上的外齿配合，上齿模(5)顶部和上模座固定，导向圈(9)上的内孔套在下齿模(8)的外环面上，导向圈(9)下部固定在下垫板(10)上，下垫板(10)固定在下模座上，下齿模⑶的下底面抵在下垫板(10)和顶出杆(11)上，顶出杆(11)固定在压力机的顶出机构上。
【专利摘要】一种小模数直齿轮冷镦挤成形工艺及模具，将经磷化皂化处理的圆柱形坯料置于齿形凹模和下齿模组成的成形模具的模腔中，上齿模压下，坯料流入齿形凹模的齿腔中，当有部分坯料被挤入齿顶分流腔中，成形出带齿顶飞边的预锻件时，上齿模停止挤压并上行退出齿形凹模，此时齿形凹模对坯料形成向上的摩擦力，利于锻件上角部的充填，下齿模在下顶杆的作用下将预锻件向上推出齿形凹模，在齿形凹模上部标准内齿型腔的作用下得到终锻件，此时齿形凹模对坯料形成向下的摩擦力，利于锻件下角部的充填，本发明工艺流程简单可靠，易于实现。
【IPC分类】B21K1-30, B21J5-02, B21J13-02
【公开号】CN104707930
【申请号】CN201510158829
【发明人】杨程, 梁凡, 杨欣怡, 张敏娜
【申请人】西安建筑科技大学
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年4月3日