螺旋伞齿轮锻造装置的制造方法
【专利摘要】一种螺旋伞齿轮锻造装置，用以成型一个胚料，该螺旋伞齿轮锻造装置包含一个第一模具单元，及一个脱模单元。该第一模具单元包括一个第一模仁，及一个可移动地穿设该第一模仁且一端顶抵该胚料底部的第一冲杆。该脱模单元包括至少一个可带动该第一模仁以该第一冲杆为轴旋转的推抵机构，及一个驱动机构。该驱动机构可推动该推抵机构及该第一冲杆，使该推抵机构带动该第一模仁以该第一冲杆为轴旋转而将该胚料顶出。在设计上不需破坏该第一冲杆及该第一模仁的完整性。
【专利说明】
螺旋伞齿轮锻造装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种锻造装置，特别是涉及一种将胚料成型为螺旋伞齿轮的锻造装置。【背景技术】
[0002]以往螺旋伞齿轮的成型大都是以机械切削加工为主，然而此种加工方式会浪费较多的材料，且需要繁复的制程及冗长的加工时间，效率较低，而因切削过程使金属纤维被切断及不连续，故加工出的成品结构强度较低。一般业者多以锻造方式来进行加压成型，然而由于螺旋伞齿轮具有负拔模角的螺旋齿形，因此在拔模时无法直接脱模，使得螺旋齿形需另外以刀具切削，造成如前述切削加工的缺点。[〇〇〇3]而目前提出可直接脱模的锻造方式主要分为两种，一种是以旋转冲杆并推顶加工完成的螺旋伞齿轮，使其顺着模仁内的齿槽旋转脱模，但此种方式需在冲杆上设置如齿轮等传动组件，且还需配合马达、齿条或炼条等组件，配置复杂且破坏冲杆强度，而另一种方法是不对冲杆加工以保持冲杆强度，改旋转模仁并以冲杆将螺旋伞齿轮顶出以脱模，然而此种方式虽可保持冲杆强度，却需另对模仁进行穿孔、挖槽等加工，反而破坏模仁强度及封闭性，仍需改善。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种持冲杆及模仁完整性的螺旋伞齿轮锻造装置。
[0005]本发明螺旋伞齿轮锻造装置，用以成型一个胚料，该螺旋伞齿轮锻造装置包含一个第一模具单元，及一个脱模单元，该第一模具单元包括一个用以置放该胚料的第一模仁， 及一个可移动地穿设该第一模仁且一端顶抵该胚料底部的第一冲杆，该脱模单元连动该第一模仁，其特征在于:该螺旋伞齿轮锻造装置还包含至少一个可带动该第一模仁以该第一冲杆为轴旋转的推抵机构，及一个驱动机构，该驱动机构可受控制地在一个成型位置与一个顶出位置间移动，当该驱动机构由该成型位置朝该顶出位置间移动时，可推动该推抵机构及该第一冲杆，使该推抵机构带动该第一模仁相对于该第一冲杆旋转，并使该第一冲杆将该胚料顶出该第一模仁。
[0006]较佳地，前述螺旋伞齿轮锻造装置，其中该驱动机构具有一个承接该第一冲杆的顶料板，该推抵机构具有一个可推动该第一模仁旋转的第一滑块，及一个设置于该驱动机构的顶料板上并顶抵该第一滑块的第二滑块。
[0007]较佳地，前述螺旋伞齿轮锻造装置，其中该第一滑块具有一个本体部，及一个设置于该本体部上且贴抵该第二滑块的第一斜导面，该第二滑块具有一个贴抵该第一斜导面的第二斜导面。
[0008]较佳地，前述螺旋伞齿轮锻造装置，其中该第一模仁外缘凸设有多个呈齿形的传动部，该第一滑块还具有一个设置于该本体部上且与所述传动部啮合的齿条部。
[0009]较佳地，前述螺旋伞齿轮锻造装置，其中该第一冲杆具有一个卡置于该胚料底部以限制该胚料旋转的定位端。
[0010]较佳地，前述螺旋伞齿轮锻造装置，其中该第一模具单元还包括一个供该第一模仁设置的第一模座，及一个两端分别顶抵该第一冲杆及该第一模仁的第一弹性件。
[0011]较佳地，前述螺旋伞齿轮锻造装置，其中该螺旋伞齿轮锻造装置还包含一个与该第一模具单元对合的第二模具单元，该第二模具单元包括一个与该第一模座对合的第二模座、一个设置于该第二模座内并与该第一模仁对合的第二模仁、一个设置于该第二模座内且穿设该第二模仁的第二冲杆，及一个设置于该第二模座内且两端分别顶抵该第二模座及该第二模仁的第二弹性件。
[0012]较佳地，前述螺旋伞齿轮锻造装置，其中该推抵机构的该第一滑块设置于该第一模座内，该推抵机构还具有一个设置于该第一滑块上的复位件。
[0013]较佳地，前述螺旋伞齿轮锻造装置，其中该驱动机构还具有至少一个两端分别顶抵该顶料板及该第一模座的归位弹性件。
[0014]较佳地，前述螺旋伞齿轮锻造装置，其中该第一模具单元还包括至少一个卡置于该第一模座及该第一模仁间，减轻该第一模仁及该第一模座间摩擦力的旋转件，该驱动机构还具有一个设置于该顶料板上的顶出杆，该顶出杆朝远离该第一冲杆的方向穿设该第一模座。
[0015]本发明的有益效果在于:通过该推抵机构可使该第一模仁以该第一冲杆为轴旋转，进而将该胚料顶出该第一模仁完成脱模，在设计上不需破坏该第一冲杆及该第一模仁的完整性。【附图说明】
[0016]图1是一个剖视图，说明本发明螺旋伞齿轮锻造装置的一个实施例；
[0017]图2是一个俯视图，说明本实施例的一个第一模仁及一个推抵机构；
[0018]图3是一个局部放大图，用以辅助说明图1中假想线框示处A ;
[0019]图4是一个剖视图，说明本实施例中的合模成型过程；及
[0020]图5是一个剖视图，说明本实施例中的脱模过程。【具体实施方式】
[0021]下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
[0022]参阅图1及图2,为本发明螺旋伞齿轮锻造装置的一个实施例，且在本实施例中， 该螺旋伞齿轮锻造装置1是采直立式设置以方便说明，但不以此为限。该螺旋伞齿轮锻造装置1，包含一个第一模具单元2、一个与该第一模具单元2对合的第二模具单元3,及一个设置于该第一模具单元2内的脱模单元4。该第一模具单元2包括一个第一模座21、一个设置于该第一模座21内的第一模仁22、一个可移动地穿设该第一模仁22的第一冲杆23、 一个两端分别顶抵该第一冲杆23及该第一模仁22的第一弹性件24,及三个卡置于该第一模座21及该第一模仁22间减轻摩擦力的旋转件25。该第一模仁22外缘是如图2所示地凸设有多个呈齿形的传动部221。该第一冲杆23具有一定位端231，该定位端231不为圆形，而可以是椭圆、矩形、三角形，或其他的形状。所述旋转件25在本实施例中为轴承，但不以此为限。
[0023]该第二模具单元3包括一个与该第一模座21对合的第二模座31、一个设置于该第二模座31内且与该第一模仁22对合的第二模仁32、一个设置于该第二模座31内且穿设该第二模仁32的第二冲杆33,及一个设置于该第二模座31内且两端分别顶抵该第二模座31 及该第二模仁32的第二弹性件34。
[0024]该脱模单元4包括一个驱动机构41，及二个推抵机构42。该驱动机构41具有一个设置于该第一模座21内且承接该第一冲杆23的顶料板411、一个设置于该顶料板411相反于该第一冲杆23的一个面上且朝远离该第一冲杆23的方向穿设该第一模座21的顶出杆412,及两个两端分别顶抵该顶料板411及该第一模座21的归位弹性件413。该顶出杆 412连接气缸或油压缸等动力源而可相对于该第一模座21上下移动。每一个推抵机构42 具有一个一端与该第一模仁22的所述传动部221相啮合的第一滑块421、一个两端分别顶抵该第一滑块421及该顶料板411的第二滑块422,及一个穿设该第一模座21且固定于该第一滑块421上的复位件423。所述第一滑块421是如图2所示地间隔且平行设置。图3 是图1假想线框示处A的局部放大图。每一个第一滑块421具有一本体部424、一个设置于该本体部424上且啮合所述传动部221的齿条部425,及一个设置于该本体部424上且如图 3所示地贴抵该第二滑块422的第一斜导面426。该第二滑块422具有一个如图3所示地贴抵该第一斜导面426的第二斜导面427。
[0025]参阅图1及图4,本发明的操作步骤如下:先将该胚料B置入具有负拔模角的螺旋齿形特征的第一模仁22内，再将该第二模具单元3下压使其与该第一模具单元2对合，此时该第一模座21及该第二模座31上下相互对合。该第一模仁22及该第二模仁32对合。 此时该第一冲杆23及第二冲杆33是分别位于该胚料B的底部及顶部。接着进行锻造成型， 驱动该第二模具单元3继续下压，使该第二冲杆33向下压抵该胚料B并与向上顶抵该胚料 B的第一冲杆23配合，挤压该胚料B使其变形，并均匀地填充于该第一模仁22内，进而成型出如图4所示的齿型特征而成型为一个螺旋伞齿轮。在该第二模具单元3下压的过程中， 该第二弹性件34会受到该第二模座31的推抵而被压缩，进而产生一个迫使该第二模仁32 紧贴该第一模仁22的弹性偏移力，使该第一模仁22及第二模仁32在锻造成型过程中是相互紧抵而密闭。
[0026]参阅图2、图3,及图5,在完成锻造成型后，将该第二模具单元3 (见图4)向上复位，并启动动力源(图未示)使该驱动机构41由一个如图4所示的成型位置移动至一个如图5所示的顶出位置，在此移动过程中，该驱动机构41的顶出杆412推动该顶料板411向上移动，并带动所述第二滑块422及该第一冲杆23向上推顶，使所述第二滑块422的所述第二斜导面427分别与所述第一滑块421的所述第一斜导面426产生相对滑移，并使所述第一滑块421朝彼此靠近的方向移动，借由相互啮合的所述齿条部425及所述传动部221， 使该第一模仁22顺着该胚料B的齿型特征方向以该第一冲杆23为轴旋转。而该第一冲杆 23的定位端231是卡置于该胚料B的底部，且通过该定位端231的形状使被插置的胚料B 无法旋转，以配合该第一模仁22的旋转动作将该胚料B顶出该第一模仁22而完成脱模动作。在该驱动机构41由该成型位置移动至该顶出位置的过程中，该第一弹性件24、所述归位弹性件413,及所述复位件423受到压缩，并于脱模动作完成后分别使该第一冲杆23、该顶料板411，及所述第一滑块421复位。此定位机制可避免该第一模仁22在进行旋转后无法转回原位，并可直接进行下一次加工而不需重新校准，提升加工精准度并节省时间。
[0027]通过旋转脱模的机制只需一个道次即可成型出形状更为复杂、尺寸更加精确的锻件，并解决负拔模角锻件难以脱模的问题，且不需额外切削加工而能节省材料、减少成型道次及降低成本。而在锻造成型时该第一模仁22及该第二模仁32为密闭状态，故锻件可大量减少毛边量，金属流线可沿锻件轮廓分布，从而可避免锻件流线末端外露，提高锻件的机械性能。
[0028]综上所述，通过所述第一滑块421及所述第二滑块422的连动，可使该第一模仁22 以该第一冲杆23为轴旋转，进而将该胚料B顶出该第一模仁22完成脱模，在设计上不需破坏该第一冲杆23及该第一模仁22的完整性，提升强度及精确度，且解决负拔模角不易脱模的问题，故确实能达成本发明的目的。
【主权项】
1.一种螺旋伞齿轮锻造装置，用以成型一个胚料，该螺旋伞齿轮锻造装置包含一个第 一模具单元，及一个脱模单元，该第一模具单元包括一个用以置放该胚料的第一模仁，及一 个可移动地穿设该第一模仁且一端顶抵该胚料底部的第一冲杆，该脱模单元连动该第一模 仁，其特征在于:该螺旋伞齿轮锻造装置还包含至少一个可带动该第一模仁以该第一冲杆 为轴旋转的推抵机构，及一个驱动机构，该驱动机构可受控制地在一个成型位置与一个顶 出位置间移动，当该驱动机构由该成型位置朝该顶出位置间移动时，可推动该推抵机构及 该第一冲杆，使该推抵机构带动该第一模仁相对于该第一冲杆旋转，并使该第一冲杆将该 胚料顶出该第一模仁。2.根据权利要求1所述的螺旋伞齿轮锻造装置，其特征在于:该驱动机构具有一个承 接该第一冲杆的顶料板，该推抵机构具有一个可推动该第一模仁旋转的第一滑块，及一个 设置于该驱动机构的顶料板上并顶抵该第一滑块的第二滑块。3.根据权利要求2所述的螺旋伞齿轮锻造装置，其特征在于:该第一滑块具有一个本 体部，及一个设置于该本体部上且贴抵该第二滑块的第一斜导面，该第二滑块具有一个贴 抵该第一斜导面的第二斜导面。4.根据权利要求3所述的螺旋伞齿轮锻造装置，其特征在于:该第一模仁外缘凸设有 多个呈齿形的传动部，该第一滑块还具有一个设置于该本体部上且与所述传动部啮合的齿 条部。5.根据权利要求1所述的螺旋伞齿轮锻造装置，其特征在于:该第一冲杆具有一个卡 置于该胚料底部以限制该胚料旋转的定位端。6.根据权利要求2所述的螺旋伞齿轮锻造装置，其特征在于:该第一模具单元还包括 一个供该第一模仁设置的第一模座，及一个两端分别顶抵该第一冲杆及该第一模仁的第一 弹性件。7.根据权利要求6所述的螺旋伞齿轮锻造装置，其特征在于:该螺旋伞齿轮锻造装置 还包含一个与该第一模具单元对合的第二模具单元，该第二模具单元包括一个与该第一模 座对合的第二模座、一个设置于该第二模座内并与该第一模仁对合的第二模仁、一个设置 于该第二模座内且穿设该第二模仁的第二冲杆，及一个设置于该第二模座内且两端分别顶 抵该第二模座及该第二模仁的第二弹性件。8.根据权利要求7所述的螺旋伞齿轮锻造装置，其特征在于:该推抵机构的该第一滑 块设置于该第一模座内，该推抵机构还具有一个设置于该第一滑块上的复位件。9.根据权利要求2所述的螺旋伞齿轮锻造装置，其特征在于:该驱动机构还具有至少 一个两端分别顶抵该顶料板及该第一模座的归位弹性件。10.根据权利要求6所述的螺旋伞齿轮锻造装置，其特征在于:该第一模具单元还包括 至少一个卡置于该第一模座及该第一模仁间，减轻该第一模仁及该第一模座间摩擦力的旋 转件，该驱动机构还具有一个设置于该顶料板上的顶出杆，该顶出杆朝远离该第一冲杆的 方向穿设该第一模座。
【文档编号】B21J13/02GK105983638SQ201510040450
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年1月27日
【发明人】张灿勋, 张婉琪, 蔡盛祺
【申请人】财团法人金属工业研究发展中心