小模数直伞齿轮粉末制品成型模的制作方法

本实用新型涉及粉末冶金制品制造技术，尤其是一种小模数直伞齿轮粉末制品成型模。

背景技术：

现有的粉末制品成型均采用上下模组合来成型，由阴阳模共同作用完成。如专利公告号为CN103273678B设计的一种能自动脱模的双向压制粉末成形装置，上模架与下模架用导柱相连，下模架固定在底板上；上模冲与上模连接杆连接，上模连接杆与第一液压缸相连；下模冲固定在下模架上；阴模通过两侧的四个孔安装在各自导柱上，阴模的下面与下模架上面的各自导柱均套有弹簧，阴模能在弹簧上浮动，阴模内装有加热棒和热电偶；四根顶杆的一端固定在顶杆固定板上，四根顶杆的另一端穿过上模架位于阴模上方，顶杆固定板与第二液压缸相连；推动上模冲与四根顶杆同时下压，四根顶杆推动浮动于四个弹簧上的阴模向下运动，若上模冲与四根顶杆的速度比为2:1，则上模冲与下模冲将以相对于阴模的同等速度对被压制粉末双向压制。又如专利公开号为CN101776137A，公开的一种粉末冶金双联斜齿轮及其制备方法，该粉末冶金双联斜齿轮,包括直齿轮体和斜齿轮体,直齿轮体与斜齿轮体为一次成形制作出的整体。该方法将预混合好的材料加入模具中，在压力80t成型机中一次成形，控温1050℃～1200℃，控速100mm/min，烧结3小时。随着工业化的发展，各种新型机械越来越普及，复种结构复杂零件层出不穷，且要求尺寸精密化、轻量化，这对产品的加工也提出更苛刻的要求，使许多产品的加工和生产面临更多困难和挑战。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决一种60度轴交角小模数直伞小齿轮的粉末制品一次性成型的问题，提供一种充分利用压机现有功能，避免生产中模具开裂现象，过程稳定高效的小模数直伞齿轮粉末制品成型模。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种小模数直伞齿轮粉末制品成型模，包括上阴模和下阴模，其特征在于：所述的上阴模设有上外冲，上外冲下端芯部设置齿轮成型部；上外冲中心孔内设有上内冲；所述的下阴模包括与上阴模同心配合的成型阴模，成型阴模的内孔中设有下外冲，下外冲芯部设有下二冲。

前述小模数直伞齿轮粉末制品成型模中，作为优选，上内冲位于齿轮成型部的正上方。

前述小模数直伞齿轮粉末制品成型模中，作为优选，上阴模底面与下阴模顶面之间设有同心配合机构，所述的同心配合机构是位于上阴模底面的凹入部以及位于下阴模顶面与所述凹入配合的凸出体。

前述小模数直伞齿轮粉末制品成型模中，作为优选，上外冲内孔中设有上内冲限位座孔以及上内冲辅助成型脱模导向孔。在粉末压制和成型时，上内冲具有辅助成型脱模冲功能。

前述小模数直伞齿轮粉末制品成型模中，作为优选，下外冲和成型阴模之间设有同轴运动导向机构。

前述小模数直伞齿轮粉末制品成型模中，作为优选，下二冲顶部设有与所成型伞齿轮内孔配合的成型模头。在粉末压制和成型时，下二冲具有成型冲功能。

前述小模数直伞齿轮粉末制品成型模中，作为优选，下二冲顶部设有脱模冲头。在粉末压制和成型时，下二冲具有脱模冲功能。

前述小模数直伞齿轮粉末制品成型模中，作为优选，上外冲的下端外部设有过盈保护套。

本技术方案针对高密度、大扭矩，其轴交角为60度，小传动比，分度锥角约为27度的伞齿进行成型成型设计，经多方论证，摒弃了传统的压制方式，改传统上冲成形法为双阴模成型。若按正常成型方式，伞型齿位于上端则无法用上冲来形成锥角约为27度的伞齿；若按伞型齿朝下，采用移粉方式又不能达到内孔为方形且有台阶等技术要求的效果。本方案通过双阴模方式，即上阴模作为齿轮成型阴模，下阴模为装粉和浮动阴模，在成型时能起到装粉和保护下冲的作用。本方案先确定电极，通过模拟伞齿工作状态时的接触区，进行实物制备，通过检验装配结构，进一步优化模拟结果，最后制造出理想模具。然后通过压制、烧结、热处理获得毛坯零件，再加工其压装面。

本实用新型的有益效果是：通过双阴模成型设计，解决了常规方式无法用上冲来形成设定锥角的伞齿，达到了内孔为方形且有台阶等技术要求产品的一次成型，对其他类似产品也具有借鉴作用。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是本实用新型的一种上阴模结构示意图。

图3是本实用新型模具装配成型过程之一示意图。

图4是本实用新型模具装配成型过程之二示意图。

图5是本实用新型模具装配成型过程之三示意图。

图中：1.上外冲，2.下外冲，3.过盈保护套，4.上内冲，5.成型阴模，6.下二冲，7.过程粉体。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

本实施例一种小模数直伞齿轮粉末制品成型模，由上阴模和下阴模组成，如图1所示，上阴模的底面与下阴模的顶面之间设有同心配合机构，同心配合机构是由位于上阴模底面的凹入部以及位于下阴模顶面与所述凹入配合的凸出体组成，以保证上阴模和下阴模正常定位合二为一。

上阴模设有上外冲1，上外冲1的下端芯部设置齿轮成型部，也就是说，上阴模是齿轮成型主阴模，如图2所示，上外冲1中心孔内设有上内冲4，上内冲位于齿轮成型部的正上方。上外冲1内孔中设有上内冲4限位座孔以及上内冲1辅助成型脱模导向孔。上外冲1的下端外部即齿轮成型部的外部设有45号钢制过盈保护套3。

下阴模包括与上阴模上下同心配合的成型阴模5，成型阴模5实际上是齿轮成型过程阴模。成型阴模5的内孔中设有下外冲2，下外冲2芯部设有下二冲6。下外冲2和成型阴模5之间设有上下同轴运动导向机构。下二冲6顶部设有与所成型伞齿轮内孔配合的成型模头，如多边形内孔。下二冲6顶部还具脱模冲头功能。

本实施例所成型的产品是一种60度轴交角小模数直伞齿轮，其轴交角为60度，传动比为15:18，分度锥角为27度±3°；其中密度要求≥7.05g/cm³，硬度≥67HRA，渗层厚度在0.2-1mm之间，扭矩≥28.5Nm。

模具制作时，先进行电极设计，根据产品相关参数，建立3D模型，在软件中进行仿真模拟，通过改变技术参数，即通过计算机模拟计算出伞齿工作状态时的满意接触区。然后经修正后，得到理想的认可接触区，再利用雕刻机雕刻实物，并检验装配结构，进一步优化模拟结果。

由上阴模作为齿轮成型主阴模，下阴模为装粉及浮动阴模；上内冲4具有辅助成型脱模冲功能，下阴模5为装粉浮动阴模，下二冲6具有成型和脱模冲功能，芯棒由下阴模浮动量来控制。齿轮成型时，将配好的扩散合金粉注入模具中，上阴模保持固定不动，过程粉体7通过下外冲2内腔、下外冲2和下二冲6上段之间的空隙进行输送推压，其三个过程如图3至图5所示，由于芯棒由下阴模浮动量来控制，可以准确控制内孔台阶尺寸。

上述实施例是对本实用新型的说明，不是对本实用新型的限定，任何对本实用新型的简单变换后的配方等均属于本实用新型的保护范围。