一种凸轮轴齿轮毛坯精锻生产用组合模具的制作方法

一种凸轮轴齿轮毛坯精锻生产用组合模具的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种凸轮轴齿轮毛坯精锻生产用组合模具，其特征在于：它由压机用组合模和冲床用组合模构成；所述的压机用组合模，包括压机用上模固定板、压机用上模、压机用上模压圈、压机用下模、压机用顶杆、压机用下模压圈、压机用滑柱定位套、压机用滑柱和压机用下模固定板；所述的冲床用组合模，包括冲床用上模定位板、冲床用上模、打板、打杆、冲床用上模压圈、切边定位模、冲床用下模垫板、滑动下模、冲杆、冲床用下模定位板、卸料杆和弹簧。该组合模具，容易装配，操作简单，劳动强度低，便于加工，可以一次锻造出凸轮轴齿轮毛坯，有利于节材、节能、提高生产效率。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种汽车用凸轮轴齿轮精锻用模具，具体地说是一种凸轮轴齿轮 毛坯精锻生产用组合模具，通过热模精锻一次锻造成型凸轮轴齿轮毛坯。 一种凸轮轴齿轮毛坯精锻生产用组合模具

【背景技术】
[0002] 凸轮轴齿轮是汽车变速箱中最关键的中心部件，目前一般利用锻造工艺和模具生 产如图1和图2所示的凸轮轴齿轮毛坯，再将毛坯加工成齿轮成品，所述的凸轮轴齿轮毛坯 由盘体1、中心孔3和四个凸爪2构成，凸爪2均匀分布在中心孔3周围的盘体1的右侧壁 上。由于凸轮轴齿轮的结构复杂，其厚度比较薄，因此锻造成型困难，传统的锻造工艺主要 采用加大加工余量锻造，其不足之处在于：钢坯加工余量大，材料利用率低，产品加工精度 很难控制，成品率低，生产成本高，不易于批量生产。


【发明内容】

[0003] 本实用新型的目的在于提供一种凸轮轴齿轮毛坯精锻生产用组合模具，通过使用 本实用新型进行精锻，可以一次锻造出凸轮轴齿轮毛坯，有利于节材、节能、提高生产效率， 制备商品质的凸轮轴齿轮。
[0004] 为了达到以上目的，本本实用新型所采用的技术方案是：该一种凸轮轴齿轮毛坯 精锻生产用组合模具，其特征在于：它由压机用组合模和冲床用组合模构成；
[0005] 所述的压机用组合模，包括压机用上模固定板、压机用上模、压机用上模压圈、压 机用下模、压机用顶杆、压机用下模压圈、压机用滑柱定位套、压机用滑柱和压机用下模固 定板，压机用上模固定板和压机用下模固定板分别固定在电动螺旋压力机上；压机用上模 压圈套设在压机用上模外部，并用螺栓固定在压机用上模固定板上，压机用下模压圈套设 在压机用下模外部，并用螺栓固定在压机用下模固定板上，压机用上模和压机用下模的轴 线重合；在压机用下模底部的压机用下模固定板上固定设有压机用滑柱定位套，压机用滑 柱定位套内设有压机用滑柱，压机用下模的中心通孔内设有压机用顶杆，压机用顶杆的下 端顶在压机用滑柱的上端；所述的压机用上模的底面设有凸轮轴齿轮左侧壁型腔和飞边 槽，所述的压机用下模的顶部设有凹槽，在凹槽的底部设有凸轮轴齿轮右侧壁型腔，凸轮轴 齿轮左侧壁型腔和凸轮轴齿轮右侧壁型腔的外径相同，压机用下模的底部外径与压机用下 模的凹槽的直径相同；
[0006] 所述的冲床用组合模，包括冲床用上模定位板、冲床用上模、打板、打杆、冲床用上 模压圈、切边定位模、冲床用下模垫板、滑动下模、冲杆、冲床用下模定位板、卸料杆和弹簧， 冲床用上模定位板和冲床用下模定位板分别固定在冲床上，打杆的上部固定在冲床的横梁 上；冲床用上模压圈套设在冲床用上模的外壁上，并用螺栓与冲床用上模定位板连接固定， 冲床用上模中部的通孔内设有卸料杆，冲床用上模上部的凹槽内设有打板，打杆的下端与 打板螺纹连接固定，卸料杆的上端与打板接触；所述的冲床用下模定位板的中心孔上部通 过螺栓固定设有切边定位模，冲床用下模定位板的中心孔下部通过螺栓固定设有冲床用下 模垫板，切边定位模的腔内套设有滑动下模，滑动下模的中心孔内设有冲杆，冲杆的下端与 冲床用下模垫板连接固定，在滑动下模和冲床用下模垫板之间设有弹簧；所述的滑动下模 的顶面设有环形凹槽，滑动下模顶面的大小与凸轮轴齿轮毛坯的右侧壁相适配，冲床用上 模底面的大小与凸轮轴齿轮毛坯的左侧壁相适配，冲床用上模与滑动下模的轴线重合。
[0007] 所述的压机用上模固定板上固定设有压机用导套，所述的压机用下模固定板上固 定设有压机用导柱，压机用导柱的上端插入压机用导套内，压机用导柱和压机用导套的轴 线重合。
[0008] 所述的压机用上模固定板和压机用上模之间固定设有压机用上模垫板，所述的压 机用上模垫板的中心孔与压机用上模之间设有压机用上模定位圈。
[0009] 所述的压机用下模固定板与压机用下模之间固定设有压机用下模垫板，压机用下 模垫板的中心孔与压机用下模之间设有压机用下模定位圈，压机用顶杆的下端穿过压机用 下模垫板的中心孔顶在压机用滑柱上。
[0010] 所述的冲床用上模定位板上固定设有冲床用导套，所述的冲床用下模定位板上固 定设有冲床用导柱，冲床用导柱的上端插入冲床用导套内，冲床用导柱与冲床用导套的轴 线重合。
[0011] 本实用新型的有益效果在于：容易装配，操作简单，劳动强度低，便于加工，可以一 次锻造出凸轮轴齿轮毛坯，有利于节材、节能、提高生产效率。

【专利附图】

【附图说明】
[0012] 图1为凸轮轴齿轮毛坯的结构右视示意图。
[0013] 图2为沿图1A-A的结构剖视示意图。
[0014] 图3为本实用新型的压机用组合模的结构剖视示意图。
[0015] 图4为本实用新型的冲床用组合模的结构剖视示意图。
[0016] 图5为本实用新型的压机用上模的结构仰视示意图。
[0017] 图6为本实用新型的压机用上模的结构剖视示意图。
[0018] 图7为本实用新型的压机用下模的结构俯视示意图。
[0019] 图8为本实用新型沿图7B-B的结构剖视示意图。
[0020] 图9为本实用新型的冲床用上模的结构仰视示意图。
[0021] 图10为本实用新型的冲床用上模的结构剖视示意图。
[0022] 图11为本实用新型的滑动下模的结构俯视示意图。
[0023] 图12为本实用新型的滑动下模的结构剖视示意图。
[0024] 图13为本实用新型的切边定位模的结构剖视示意图。
[0025] 图14为本实用新型的切边定位模的结构俯视示意图。
[0026] 图中：1、盘体；2、凸爪；3、中心孔；4、压机用上模固定板；5、压机用上模垫板；6、 压机用上模；7、压机用上模定位圈；8、压机用导套；9、压机用上模压圈；10、压机用导柱； 11、压机用下模；12、压机用顶杆；13、压机用下模压圈；14、压机用下模垫板；15、压机用滑 柱定位套；16、压机用滑柱；17、压机用下模定位圈；18、压机用下模固定板；19、凸轮轴齿轮 左侧壁型腔；20、飞边槽；21、凸轮轴齿轮右侧壁型腔；22、冲床用上模定位板；23、冲床用 上模；24、打板；25、打杆；26、冲床用上模压圈；27、冲床用导套；28、切边定位模；29、冲床 用导柱；30、冲床用下模垫板；31、滑动下模；32、冲杆；33、冲床用下模定位板；34、卸料杆； 35、弹簧；36、环形凹槽。

【具体实施方式】
[0027] 实施例：
[0028] 制作如图1、图2所示的05819凸轮轴齿轮毛坯。所述的凸轮轴齿轮毛坯由盘体 1、中心孔3和四个凸爪2构成，四个凸爪2均匀分布在中心孔3周围的盘体1的右侧壁上。
[0029] 参照图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14制作本实 用新型。该一种凸轮轴齿轮毛坯精锻生产用组合模具，其特征在于：它由压机用组合模和冲 床用组合模构成；
[0030] 所述的压机用组合模，包括压机用上模固定板4、压机用上模6、压机用上模压圈 9、压机用下模11、压机用顶杆12、压机用下模压圈13、压机用滑柱定位套15、压机用滑柱 16和压机用下模固定板18,压机用上模固定板4和压机用下模固定板18分别固定在电动 螺旋压力机上；压机用上模压圈9套设在压机用上模6外部，并用螺栓固定在压机用上模固 定板4上，压机用下模压圈13套设在压机用下模11外部，并用螺栓固定在压机用下模固定 板18上，压机用上模6和压机用下模11的轴线重合；在压机用下模11底部的压机用下模 固定板18上固定设有压机用滑柱定位套15,压机用滑柱定位套15内设有压机用滑柱16， 压机用下模11的中心通孔内设有压机用顶杆12,压机用顶杆12的下端顶在压机用滑柱16 的上端；所述的压机用上模6的底面设有凸轮轴齿轮左侧壁型腔19和飞边槽20,所述的压 机用下模11的顶部设有凹槽，在凹槽的底部设有凸轮轴齿轮右侧壁型腔21，凸轮轴齿轮左 侧壁型腔19和凸轮轴齿轮右侧壁型腔21的外径相同，压机用下模11的底部外径与压机用 下模11的凹槽的直径相同。
[0031] 所述的压机用上模固定板4上固定设有压机用导套8,所述的压机用下模固定板 18上固定设有压机用导柱10,压机用导柱10的上端插入压机用导套8内，压机用导柱10 和压机用导套8的轴线重合。
[0032] 所述的压机用上模固定板4和压机用上模6之间固定设有压机用上模垫板5，所述 的压机用上模垫板5的中心孔与压机用上模6之间设有压机用上模定位圈7。
[0033] 所述的压机用下模固定板18与压机用下模11之间固定设有压机用下模垫板14， 压机用下模垫板14的中心孔与压机用下模11之间设有压机用下模定位圈17,压机用顶杆 12的下端穿过压机用下模垫板14的中心孔顶在压机用滑柱16上。
[0034] 所述的冲床用组合模，包括冲床用上模定位板22、冲床用上模23、打板24、打杆 25、冲床用上模压圈26、切边定位模28、冲床用下模垫板30、滑动下模31、冲杆32、冲床用下 模定位板33、卸料杆34和弹簧35,冲床用上模定位板22和冲床用下模定位板33分别固定 在冲床上，打杆25的上部固定在冲床的横梁上；冲床用上模压圈26套设在冲床用上模23 的外壁上，并用螺栓与冲床用上模定位板22连接固定，冲床用上模23中部的通孔内设有卸 料杆34,卸料杆34可以上下滑动，冲床用上模23上部的凹槽内设有打板24,打杆25的下 端与打板24螺纹连接固定，卸料杆34的上端与打板24接触；所述的冲床用下模定位板33 的中心孔上部通过螺栓固定设有切边定位模28,冲床用下模定位板33的中心孔下部通过 螺栓固定设有冲床用下模垫板30,切边定位模28的腔内套设有滑动下模31，滑动下模31 的中心孔内设有冲杆32,冲杆32的下端与冲床用下模垫板30连接固定，在滑动下模31和 冲床用下模垫板30之间设有弹簧35 ;所述的滑动下模31的顶面设有环形凹槽36,滑动下 模31顶面的大小与凸轮轴齿轮毛坯的右侧壁相适配，冲床用上模23底面的大小与凸轮轴 齿轮毛坯的左侧壁相适配，冲床用上模23与滑动下模31的轴线重合。
[0035] 所述的冲床用上模定位板22上固定设有冲床用导套27,所述的冲床用下模定位 板33上固定设有冲床用导柱29,冲床用导柱29的上端插入冲床用导套27内，冲床用导柱 29与冲床用导套27的轴线重合。
[0036] 使用本凸轮轴齿轮毛坯精锻生产用组合模具进行生产时，它包括以下步骤制成：
[0037] (1)、选取棒料：凸轮轴齿轮毛坯为盘齿类，根据锻造比最佳范围不大于2. 5倍的 原则和加热设备利用率达到最佳的目的，选择棒料直径为Φ 110mm。
[0038] (2)、下料：采用数控锯床加工，下料长度计算公式如下：①毛坯重量+烧损（毛 坯重量X0. 015) =下料重量；②下料重量+钢材密度（7.85) +棒料截面积=下料长 度；本实施例中的下料长度为①9. 61+ (9. 61X0. 015) =9. 75kg ;②9750g + 0. 00785g/ mm3-^9498. 5mm2=1 30. 76mm,取下料长度 130. 8mm。
[0039] (3)、加热：采用中频电炉，直流电流1000A，直流电压400V,中频电压400-600V，加 热时间30-40s。
[0040] (4)、制坯：在空气锤上用上锤头与下锤头的平面将原料锻打成薄饼形状，薄饼的 外形尺寸比锻模的型腔的尺寸小3 - 5mm ;如果薄饼的外形尺寸大了，则无法放进锻模进行 锻打；如薄饼的外形尺寸太小了，在放到锻模中可能会放偏，锻打可能出现废品。
[0041] (5)、锻打成型：采用1600T电动螺旋压力机，转速500转/分，打击力2700T ;将 压机用组合模固定在电动螺旋压力机上，将制成的饼坯放进压机用下模11上部的空腔内， 操作压机用上模6下压，凸轮轴齿轮左侧壁型腔19和凸轮轴齿轮右侧壁型腔21对扣在一 起，使薄饼经锻打成型，同时余量会堆积到飞边槽20内形成飞边，制成凸轮轴齿轮毛坯半 成品，此时的凸轮轴齿轮毛坯半成品的中心孔3内具有一层薄壁，呈不通的状态；再启动压 机用滑柱16上行，带动压机用顶杆12向上推出凸轮轴齿轮毛坯半成品。
[0042] (6)、冲孔切边：采用250T开式冲床，冲床上设有冲床用组合模，经过锻打成型加 工后的带有飞边的凸轮轴齿轮毛坯半成品放在切边定位模28和滑动下模31上，使飞边放 置在切边定位模28上，凸轮轴齿轮毛坯半成品上的四个凸爪2放置在滑动下模31的环形 凹槽36内，操作冲床用上模23下压凸轮轴齿轮毛坯半成品，此时，可将飞边切去，同时凸轮 轴齿轮毛坯半成品和滑动下模31-起向下移动，压缩弹簧35,冲杆32向上顶在凸轮轴齿轮 毛坯半成品的中心孔3内，并将中心孔3内的薄壁顶出，形成一个圆片，圆片随后进入冲床 用上模23的卸料杆34所在的通孔内，并将卸料杆34上推；再控制冲床用上模23上行，滑 动下模31在弹簧35的作用下向上移动复位，由于打杆25和打板24固定不动，在冲床用上 模23的上行过程中，打板24会压着卸料杆34下移，从而将圆片推出，此时取出凸轮轴齿轮 毛坯成品即可。由于切边、冲孔同时完成，工作面形状与毛坯表面一致，最大程度避免了传 统的冲孔切边方式所产生的变形，大大减少了设备投入和员工的劳动强度。
【权利要求】
1. 一种凸轮轴齿轮毛坯精锻生产用组合模具，其特征在于：它由压机用组合模和冲床 用组合模构成；所述的压机用组合模，包括压机用上模固定板（4)、压机用上模（6)、压机用上模压圈(9) 、压机用下模（11)、压机用顶杆（12)、压机用下模压圈（13)、压机用滑柱定位套（15)、压 机用滑柱（16 )和压机用下模固定板（18 )，压机用上模固定板（4 )和压机用下模固定板（18 ) 分别固定在电动螺旋压力机上；压机用上模压圈（9)套设在压机用上模（6)外部，并用螺栓 固定在压机用上模固定板（4 )上，压机用下模压圈（13 )套设在压机用下模（11)外部，并用 螺栓固定在压机用下模固定板（18)上，压机用上模（6)和压机用下模（11)的轴线重合；在 压机用下模（11)底部的压机用下模固定板（18)上固定设有压机用滑柱定位套（15)，压机 用滑柱定位套（15)内设有压机用滑柱（16)，压机用下模（11)的中心通孔内设有压机用顶 杆（12)，压机用顶杆（12)的下端顶在压机用滑柱（16)的上端；所述的压机用上模（6)的底 面设有凸轮轴齿轮左侧壁型腔（19)和飞边槽（20)，所述的压机用下模（11)的顶部设有凹 槽，在凹槽的底部设有凸轮轴齿轮右侧壁型腔（21)，凸轮轴齿轮左侧壁型腔（19)和凸轮轴 齿轮右侧壁型腔（21)的外径相同，压机用下模（11)的底部外径与压机用下模（11)的凹槽 的直径相同；所述的冲床用组合模，包括冲床用上模定位板（22)、冲床用上模（23)、打板（24)、打杆 (25)、冲床用上模压圈（26)、切边定位模（28)、冲床用下模垫板（30)、滑动下模（31)、冲杆(32)、冲床用下模定位板（33)、卸料杆（34)和弹簧（35)，冲床用上模定位板（22)和冲床用 下模定位板（33)分别固定在冲床上，打杆（25)的上部固定在冲床的横梁上；冲床用上模压 圈（26)套设在冲床用上模（23)的外壁上，并用螺栓与冲床用上模定位板（22)连接固定， 冲床用上模（23)中部的通孔内设有卸料杆（34)，冲床用上模（23)上部的凹槽内设有打板 (24)，打杆（25 )的下端与打板（24)螺纹连接固定，卸料杆（34)的上端与打板（24)接触；所 述的冲床用下模定位板（33)的中心孔上部通过螺栓固定设有切边定位模（28)，冲床用下 模定位板（33)的中心孔下部通过螺栓固定设有冲床用下模垫板（30)，切边定位模（28)的 腔内套设有滑动下模（31)，滑动下模（31)的中心孔内设有冲杆（32)，冲杆（32)的下端与冲 床用下模垫板（30 )连接固定，在滑动下模（31)和冲床用下模垫板（30 )之间设有弹簧（35 ); 所述的滑动下模（31)的顶面设有环形凹槽（36)，滑动下模（31)顶面的大小与凸轮轴齿轮 毛坯的右侧壁相适配，冲床用上模（23)底面的大小与凸轮轴齿轮毛坯的左侧壁相适配，冲 床用上模（23)与滑动下模（31)的轴线重合。
2. 根据权利要求1所述的一种凸轮轴齿轮毛坯精锻生产用组合模具，其特征在于：所 述的压机用上模固定板（4)上固定设有压机用导套（8)，所述的压机用下模固定板（18)上 固定设有压机用导柱（10)，压机用导柱（10)的上端插入压机用导套（8)内，压机用导柱 (10) 和压机用导套（8)的轴线重合。
3. 根据权利要求1所述的一种凸轮轴齿轮毛坯精锻生产用组合模具，其特征在于：所 述的压机用上模固定板（4)和压机用上模（6)之间固定设有压机用上模垫板（5)，所述的压 机用上模垫板（5)的中心孔与压机用上模（6)之间设有压机用上模定位圈（7)。
4. 根据权利要求1所述的一种凸轮轴齿轮毛坯精锻生产用组合模具，其特征在于：所 述的压机用下模固定板（18)与压机用下模（11)之间固定设有压机用下模垫板（14)，压机 用下模垫板（14)的中心孔与压机用下模（11)之间设有压机用下模定位圈（17)，压机用顶 杆（12)的下端穿过压机用下模垫板（14)的中心孔顶在压机用滑柱（16)上。
5.根据权利要求1所述的一种凸轮轴齿轮毛坯精锻生产用组合模具，其特征在于：所 述的冲床用上模定位板（22)上固定设有冲床用导套（27)，所述的冲床用下模定位板（33) 上固定设有冲床用导柱（29)，冲床用导柱（29)的上端插入冲床用导套（27)内，冲床用导柱 (29)与冲床用导套（27)的轴线重合。
【文档编号】B21D28/34GK203900355SQ201420286156
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月1日 优先权日:2014年6月1日
【发明者】李建和, 徐莲华, 张应波, 孙刚, 许吉初 申请人:莱芜鑫科汽车零部件有限公司