專利名稱：一種齒輪軸冷擠壓模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于合金材料擠壓成形技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種齒輪軸冷擠壓模具。
背景技術(shù)：
汽車エ業(yè)作業(yè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，發(fā)展極其迅速，如何限制能源用量，提高能源利用率，減少?gòu)U氣排放量，對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境和人們的生活環(huán)境尤為重要。目前，人們已能對(duì)鉛、錫，鋁、銅、鋅及其合金、低碳鋼、中碳鋼、工具鋼、低合金鋼與不銹鋼等金屬進(jìn)行制造零件，根據(jù)材料性質(zhì)及零件的復(fù)雜程度出現(xiàn)的有高壓、低壓、重力、翻砂、熔模、陶瓷鋳造、車肖IJ、鉆削、銑削、磨加工等，甚至對(duì)軸承鋼、高碳高鋁合金工具鋼、高速鋼只能采用、車削、鉆肖IJ、銑削、磨加工、熱鍛法，其加工量大加工時(shí)間過長(zhǎng)，造成生產(chǎn)成本大，生產(chǎn)效率低下，由于其材料性質(zhì)具體的零件只能選擇單一的鋳造法，且模具、機(jī)臺(tái)設(shè)備投入較大，表面處理及熱處理等各后道エ序增加，無形中増加了生產(chǎn)成本。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供ー種齒輪軸冷擠壓模具，毛坯和制件能安全自動(dòng)地進(jìn)料與出件，可以批量高效生產(chǎn)，減少模具投入成本，減少后道加工エ序。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的—種齒輪軸冷擠壓模具，該模具包括上模座I、凸模5、下模座11、內(nèi)層凹模8、中加強(qiáng)圈9、外加強(qiáng)圈17 ;其特征在于凸模5與內(nèi)層凹模8之間組成模腔，凸模5設(shè)置在上模座I內(nèi)，上模座I上設(shè)置有模柄3，凸模5通過上墊板4、固定圈2、螺絲連接在上模座I上，在上模座I四角還設(shè)置有導(dǎo)套6與導(dǎo)柱12做滑動(dòng)配合；所述的下模座11上設(shè)置有內(nèi)層凹模8和齒形鑲塊凹模16，內(nèi)層凹模8和齒形鑲塊凹模16與中加強(qiáng)圈9過盈配合，在內(nèi)層凹模8的下方還設(shè)置有頂出桿座套15，頂出桿座套15中設(shè)置有頂桿10，內(nèi)層凹模8通過螺絲18與墊塊19連接設(shè)置在外加強(qiáng)圈17上，在下模座11下方還設(shè)置有頂板13，所述的頂板13中部設(shè)置有ー個(gè)孔，在孔上設(shè)置有頂桿14。上述所述的凸模5由材質(zhì)為2Crl2MoV制成，其熱處理后硬度達(dá)到60—64HRC。上述所述的內(nèi)層凹模8采用三層組合凹模方式，由模芯和兩層預(yù)應(yīng)カ圈組合而成，預(yù)應(yīng)カ圈之間徑向過盈裝配斜角0. 5度，單位承受壓カ1400—2500MPa，上述所述的中加強(qiáng)圈9由材質(zhì)為40Cr制成，其熱處理后硬度達(dá)到45—47HRC。上述所述的外加強(qiáng)圈17內(nèi)部中空，四角設(shè)置有導(dǎo)柱孔。上述所述的頂板13四角部位設(shè)置有導(dǎo)柱孔。本發(fā)明的有益效果采用上述結(jié)構(gòu)后，本實(shí)用新型的冷擠壓模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，所使用的專用機(jī)臺(tái)為液壓機(jī)，擠壓零件尺寸準(zhǔn)確表面光潔，節(jié)約原材料，生產(chǎn)率高，可加工形狀復(fù)雜的零件，冷擠壓件強(qiáng)度高、剛性好而重量輕，エ序的更換直接更換上凸模5與內(nèi)層凹模8，模具更換及維護(hù)快速方便，從而減少了特種設(shè)備的投入，優(yōu)化了生產(chǎn)エ序，降低了生產(chǎn)エ裝成本，制件エ藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率大大提高，并且實(shí)現(xiàn)了少?gòu)U料加工，節(jié)約了原材料，制件質(zhì)量也得到了明顯改進(jìn)。

圖I為本實(shí)用新型零件毛坯示意圖。圖2為本實(shí)用新型凹模結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為本實(shí)用新型整體模具結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，上模座I、固定圈2、模柄3、上墊板4、凸模5、導(dǎo)套6、調(diào)節(jié)螺母7、內(nèi)層凹模
8、中加強(qiáng)圈9、頂出桿10、下模座11、導(dǎo)柱12、頂板13、頂桿14、頂出桿座套15、齒形鑲塊凹模16、外加強(qiáng)圈17、螺絲18、墊塊19。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)ー步描述—種齒輪軸冷擠壓模具，該模具包括上模座I、凸模5、下模座11、內(nèi)層凹模8、中加強(qiáng)圈9、外加強(qiáng)圈17 ;凸模5與內(nèi)層凹模8之間組成模腔，凸模5設(shè)置在上模座I內(nèi)，上模座I上設(shè)置有模柄3，凸模5通過上墊板4、固定圈2、螺絲連接在上模座I上，所述的凸模5由材質(zhì)為2Crl2MoV制成，其熱處理后硬度達(dá)到60—64HRC，在上模座I四角還設(shè)置有導(dǎo)套6與導(dǎo)柱12做滑動(dòng)配合，所述的下模座11上設(shè)置有內(nèi)層凹模8和齒形鑲塊凹模16，內(nèi)層凹模8和齒形鑲塊凹模16與中加強(qiáng)圈9過盈配合，所述的中加強(qiáng)圈9由材質(zhì)為40Cr制成，其熱處理后硬度達(dá)到45-47HRC。在內(nèi)層凹模8的下方還設(shè)置有頂出桿座套15，所述的內(nèi)層凹模8采用三層組合凹模方式，由模芯和兩層預(yù)應(yīng)カ圈組合而成，預(yù)應(yīng)カ圈之間徑向過盈裝配斜角0. 5度，單位承受壓カ1400—2500MPa，頂出桿座套15中設(shè)置有頂桿10，內(nèi)層凹模8通過螺絲18與墊塊19連接設(shè)置在外加強(qiáng)圈17上，所述的外加強(qiáng)圈17內(nèi)部中空，四角設(shè)置有導(dǎo)柱孔，在下模座11下方還設(shè)置有頂板13，所述的頂板13中部設(shè)置有ー個(gè)孔，在孔上設(shè)置有頂桿14。冷擠壓的加工方法是利用金屬材料塑性變形的原理，在室溫的條件下，將冷金屬毛坯放入裝在壓カ機(jī)上的模具型腔內(nèi)，在強(qiáng)大的壓カ和一定的速度作用下，迫使毛坯產(chǎn)生塑性流動(dòng)，通過凸模與凹模的間隙或凹模的出口，擠出空心或斷面比毛坯小的實(shí)心零件，可獲得所需一定形狀及尺寸，還具有較高力學(xué)性能擠壓件的エ藝技木。為了提高凹模的強(qiáng)度其凹模采用橫向或縱向剖分結(jié)構(gòu)，防止縱向裂紋產(chǎn)生，利用過盈配合，用一個(gè)或兩個(gè)預(yù)應(yīng)力圈將凹模緊套起來而制成的多層凹模結(jié)構(gòu)，由于組合凹模中的內(nèi)凹模與預(yù)應(yīng)カ圈采用過盈配合，壓入后兩者的接觸面產(chǎn)生接觸預(yù)應(yīng)カ。因此，組合凹模擠壓時(shí)，內(nèi)凹模所產(chǎn)生的切向拉應(yīng)カ就被抵消而減小，而預(yù)應(yīng)力圈上所產(chǎn)生的切向拉應(yīng)力被疊加而増加。這樣，內(nèi)凹模與預(yù)應(yīng)カ圈的切向應(yīng)カ趨于相同。如果組合凹模預(yù)應(yīng)カ圈的尺寸選擇得適當(dāng)，過盈量也足夠大，甚至可以使內(nèi)凹模得內(nèi)壁在擠壓時(shí)完全沒有切向拉應(yīng)力，由于單位擠壓カ較大，本次設(shè)計(jì)的兩套模具均采用三層預(yù)應(yīng)組合凹摸。工作時(shí)把經(jīng)過退火、表面處理后的金屬毛坯先放在冷擠壓模腔中，在室溫下，通過壓カ機(jī)上固定的凸模向毛坯施加壓力，使金屬毛坯產(chǎn)生塑性變形而制得零件，其冷擠壓技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是1、擠壓零件尺寸準(zhǔn)確表面光潔目前我國(guó)研制的冷擠壓件一般尺寸精度可達(dá)8 9級(jí)，若采用理想的潤(rùn)滑可達(dá)(指純鋁和紫銅零件)，僅次于精拋光表面。因此用冷擠壓方法制造的零件，一般不需要再加工，少量的只需精加工(磨削)。2、節(jié)約原材料冷擠壓件材料利用率通?？梢赃_(dá)到80%以上，可以節(jié)約大量鋼材和有色金屬材料。3、生產(chǎn)率高用冷擠壓方法生產(chǎn)機(jī)械零件的效率是非常高的，特別是生產(chǎn)批量大的零件，用冷擠壓方法生產(chǎn)可比切削加工提高幾倍、幾十倍、甚至幾百倍。一臺(tái)冷擠壓自動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)率相當(dāng)于100臺(tái)普通車床或10臺(tái)四軸自動(dòng)車床的生產(chǎn)率。4、可加工形狀復(fù)雜的零件如異形截面、內(nèi)齒、異形孔及盲孔等，這些零件采用其它加工法難以完成，用冷擠壓加工卻十分方便，所示的零件，能方便的擠出。5、冷擠壓件強(qiáng)度高、剛性好而重量輕由于冷擠壓采用金屬材料冷變形的冷作強(qiáng)化特性，即擠壓過程中金屬毛坯處于三向壓應(yīng)カ狀態(tài)，變形后材料組織致密、且具有連續(xù)的纖維流向，因而制件的強(qiáng)度有較大提高，這樣就可用低強(qiáng)度材料代替高強(qiáng)度材料，冷擠壓法高于切削加工法制造。[0022]由于エ序設(shè)置的不同，從而需要不間斷的更換模具，凸模5需要更換時(shí)，將上模板I上螺絲拆卸掉固定圈2就可拆下更換凸模5，內(nèi)層凹模8需要更換時(shí)，將螺絲18的墊塊19拆卸掉就可更換內(nèi)層凹模8，模具設(shè)計(jì)及更換簡(jiǎn)單，更換及維護(hù)快速方便。
權(quán)利要求1.ー種齒輪軸冷擠壓模具,該模具包括上模座(I)、凸模(5)、下模座(11)、內(nèi)層凹模(8)、中加強(qiáng)圈(9)、外加強(qiáng)圈(17);其特征在于凸模(5)與內(nèi)層凹模⑶之間組成模腔，凸模(5)設(shè)置在上模座(I)內(nèi)，上模座(I)上設(shè)置有模柄(3)，凸模(5)通過上墊板(4)、固定圈(2)、螺絲連接在上模座(I)上，在上模座(I)四角還設(shè)置有導(dǎo)套(6)與導(dǎo)柱(12)做滑動(dòng)配合；所述的下模座(11)上設(shè)置有內(nèi)層凹模(8)和齒形鑲塊凹模(16)，內(nèi)層凹模(8)和齒形鑲塊凹模(16)與中加強(qiáng)圈(9)過盈配合，在內(nèi)層凹模(8)的下方還設(shè)置有頂出桿座套(15)，頂出桿座套(15)中設(shè)置有頂桿(10)，內(nèi)層凹模⑶通過螺絲(18)與墊塊(19)連接設(shè)置在外加強(qiáng)圈(17)上，在下模座(11)下方還設(shè)置有頂板(13)，所述的頂板(13)中部設(shè)置有ー個(gè)孔，在孔上設(shè)置有頂桿(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種齒輪軸冷擠壓模具，其特征是所述的凸模(5)由材質(zhì)為2Crl2MoV制成，其熱處理后硬度達(dá)到60—64HRC。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種齒輪軸冷擠壓模具，其特征是所述的內(nèi)層凹模(8)采用三層組合凹模方式，由模芯和兩層預(yù)應(yīng)カ圈組合而成，預(yù)應(yīng)カ圈之間徑向過盈裝配斜角0.5度，單位承受壓カ1400—2500MPa，
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種齒輪軸冷擠壓模具，其特征是所述的中加強(qiáng)圈(9)由材質(zhì)為40Cr制成，其熱處理后硬度達(dá)到45—47HRC。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種齒輪軸冷擠壓模具，其特征是所述的外加強(qiáng)圈(17)內(nèi)部中空，四角設(shè)置有導(dǎo)柱孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種齒輪軸冷擠壓模具，其特征是所述的頂板(13)四角部位設(shè)置有導(dǎo)柱孔。
專利摘要一種齒輪軸冷擠壓模具，屬于合金材料擠壓成形技術(shù)領(lǐng)域，目的是提供一種齒輪軸冷擠壓模具，毛坯和制件能安全自動(dòng)地進(jìn)料與出件，由凸模(5)與內(nèi)層凹模(8)之間組成模腔，凸模(5)設(shè)置在上模座(1)內(nèi)，凸模(5)通過上墊板(4)、固定圈(2)、螺絲連接在上模座(1)上，所述的下模座(11)上設(shè)置有內(nèi)層凹模(8)和齒形鑲塊凹模(16)，內(nèi)層凹模(8)和齒形鑲塊凹模(16)與中加強(qiáng)圈(9)過盈配合，內(nèi)層凹模(8)通過螺絲(18)與墊塊(19)連接設(shè)置在外加強(qiáng)圈(17)上，在下模座(11)下方還設(shè)置有頂板(13)，降低了生產(chǎn)成本，生產(chǎn)效率大大提高，并且實(shí)現(xiàn)了少?gòu)U料加工，節(jié)約了原材料，制件質(zhì)量也得到了明顯改進(jìn)。
文檔編號(hào)B21C25/02GK202655371SQ20122010950
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月22日
發(fā)明者張志平 申請(qǐng)人:張志平