本發(fā)明涉及直齒圓柱齒輪擠壓成形技術(shù)，具體涉及一種直齒圓柱齒輪徑向擠壓模具及方法。

背景技術(shù)：

齒輪是一種傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的零件，被廣泛應(yīng)用于汽車、船舶等各類機(jī)械領(lǐng)域中，有著強(qiáng)大的需求量及需求范圍。因此對(duì)齒輪生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)，將直接影響齒輪制造業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。近年來(lái)，擠壓成形以其突出的優(yōu)越條件已成為成形齒輪的主導(dǎo)方向，尤其是軸向擠壓成形齒輪工藝。軸向擠壓成形的齒輪齒部金屬流線沿連續(xù)齒廓分布，齒輪強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)。這些優(yōu)點(diǎn)不僅避免了傳統(tǒng)加工方法中的缺點(diǎn)，也在已有基礎(chǔ)上有了新的進(jìn)步。但軸向擠壓卻存在齒腔充填困難、成形載荷大、模具壽命低等技術(shù)難題。研究一種新的成形方法來(lái)解決這些技術(shù)難題勢(shì)在必行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述存在問(wèn)題，本發(fā)明目的是提供一種直齒圓柱齒輪徑向擠壓模具及方法，旨在減少模具受力以及與擠壓件的接觸時(shí)間，從而增加模具的壽命，節(jié)約生產(chǎn)成本，使齒輪成形方案達(dá)到最優(yōu)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種直齒圓柱齒輪徑向擠壓成形模具，包括上模、下模、固定在上、下模之間的徑向擠壓模，所述上模的彈性體與壓力機(jī)動(dòng)梁連接，所述下模的下模座固定在壓力機(jī)工作臺(tái)上，所述徑向擠壓模包括側(cè)凸模、滑槽板、定位圈、圓柱體斜楔、側(cè)模固定板、外套筒、帶彈簧的螺栓，所述上模的彈性體平嵌在圓柱體斜楔上端，所述圓柱體斜楔與壓力機(jī)動(dòng)梁連接，所述側(cè)凸模的個(gè)數(shù)與齒輪齒數(shù)相匹配，所述定位圈內(nèi)孔與滑槽板外圈接觸，所述側(cè)凸模上方由沉頭螺釘連接上模固定板、定位圈，下方由沉頭螺釘連接定位圈、側(cè)模固定板、外套筒，使側(cè)凸模上下成為一個(gè)整體，所述側(cè)凸?？赏ㄟ^(guò)定位圈在滑槽板內(nèi)徑向移動(dòng)，所述帶彈簧的螺栓穿過(guò)外套筒、圓柱體斜楔鎖緊在側(cè)凸模上，可隨著圓柱體斜楔上下運(yùn)動(dòng)，起著壓縮和回彈作用；在壓力機(jī)作用下，首先是上模與下模合模固定齒輪坯料，接著壓力機(jī)壓縮彈性體，同時(shí)圓柱體斜楔受壓繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，將力傳遞給側(cè)凸模，使側(cè)凸模在上下滑槽板和側(cè)模固定板內(nèi)沿著徑向運(yùn)動(dòng)，完成齒輪擠壓成形，圓柱體斜楔向上運(yùn)動(dòng)，側(cè)凸模在彈簧螺栓的壓縮作用下反向運(yùn)動(dòng)，將模具完全打開(kāi)，取出齒輪制件。

作為優(yōu)選方案，本發(fā)明所述的徑向擠壓模還包括斜環(huán)板，所述斜環(huán)板通過(guò)沉頭螺釘固定在所述圓柱體斜楔上，實(shí)現(xiàn)圓柱體斜楔的斜面的可替換性。

一種直齒圓柱齒輪徑向擠壓成形方法，采用上述直齒圓柱齒輪徑向擠壓成形模具將齒輪坯料徑向擠壓成形為齒輪制件，具體步驟如下：

(1)制備齒輪坯料，將齒輪坯料退火軟化后進(jìn)行磷化、皂化；

(2)固定齒輪坯料，將完成步驟(1)的齒輪坯料放入下模的下凸模上，壓力機(jī)向下運(yùn)動(dòng)，完成上、下模合模；

(3)通過(guò)徑向擠壓模對(duì)齒輪坯料進(jìn)行成形，壓力機(jī)壓縮上模的彈性體，圓柱體斜楔受壓繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，將力傳遞給側(cè)凸模，使側(cè)凸模在上下滑槽板和側(cè)模固定板內(nèi)沿著徑向運(yùn)動(dòng)，開(kāi)始齒輪徑向擠壓成形，為使側(cè)凸模徑向移動(dòng)距離控制在8.3～8.4mm,可將圓柱體斜楔向下運(yùn)動(dòng)的位移量范圍值控制在31.2～31.3mm，壓力機(jī)完成下移量后，停止擠壓，此時(shí)，連接在側(cè)凸模上的彈簧螺釘被拉伸為開(kāi)模做準(zhǔn)備，壓力機(jī)回升，圓柱體斜楔向上運(yùn)動(dòng)，側(cè)凸模在彈簧螺栓的壓縮作用下反向運(yùn)動(dòng)，模具完全打開(kāi)后，取出齒輪制件。

本發(fā)明的徑向擠壓成形是多個(gè)側(cè)凸模徑向運(yùn)動(dòng)，一個(gè)側(cè)凸模一個(gè)齒的成形齒輪，滿足了精準(zhǔn)定位快速成形的特點(diǎn)，且模具受力面積小，角隅填充完整；本發(fā)明組成上模的上模板是由彈性體所代替，使上下模合模后，可使壓力機(jī)動(dòng)梁繼續(xù)推動(dòng)圓柱體斜楔向下運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生推動(dòng)側(cè)凸模徑向運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)徑向擠壓過(guò)程，同時(shí)整套模具裝配體的重量被減輕，降低了成本；本發(fā)明的斜環(huán)板通過(guò)沉頭螺釘鑲在圓柱體斜楔上，向側(cè)凸模傳遞力的作用，其可拆換性保證了圓柱體斜楔不被磨損，增加模具使用壽命；本發(fā)明的滑槽板和側(cè)模固定板起著精確定位與定向?qū)к壸饔?，?cè)凸模受力后沿滑槽板分別向前后滑動(dòng)，完成擠壓運(yùn)動(dòng)，替代了軸向運(yùn)動(dòng)所需的導(dǎo)柱、導(dǎo)套的作用；本發(fā)明的彈簧螺栓與側(cè)凸模連接，當(dāng)擠壓成形完成后，通過(guò)彈簧彈力將側(cè)凸模彈開(kāi)完成開(kāi)模，實(shí)現(xiàn)快速成形和快速?gòu)?fù)位的效果，提高了生產(chǎn)效率。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了徑向擠壓成形直齒圓柱齒輪新技術(shù)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，工作性能可靠，模具使用壽命長(zhǎng)，制件合格率高且加工容易。此成形技術(shù)既能保證齒腔角隅部分填充飽滿，又可以有效降低成形載荷，在提高產(chǎn)品合格率的同時(shí)提高了生產(chǎn)效率。

附圖說(shuō)明

圖1為直齒圓柱齒輪徑向擠壓成形模具結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1所示徑向擠壓成形模具的俯視圖。

圖中：1-下模座，2-內(nèi)六角圓柱頭螺釘，3-下模固定板，4-外墊板，5-沉頭螺釘，6-套筒固定板，7-下凸模，8-下凸模套筒，9-側(cè)模固定板，10-定位圈，11-外套筒，12-斜環(huán)板，13-下滑槽板，14-側(cè)凸模，15-上滑槽板，16-圓柱體斜楔，17-沉頭螺釘，18-墊板，19-上模固定板，20-彈性體，21-上凸模，22-齒輪坯料,23-彈簧，24-螺栓，25-平墊圈(c級(jí))，26-六角螺母。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明：

如圖1～2所示，本發(fā)明實(shí)施例的直齒圓柱齒輪徑向擠壓成形模具，包括上模、下模、固定在上、下模之間的徑向擠壓模，上模包括：彈性體20、墊板18、上模固定板19、斜環(huán)板12，彈性體20與壓力機(jī)動(dòng)梁連接，徑向擠壓模包括側(cè)凸模14，上、下滑槽板15、13，定位圈10，斜環(huán)板12，圓柱體斜楔16，側(cè)模固定板9，外套筒11，彈簧23，螺栓24，上模的彈性體20平嵌在徑向擠壓模的圓柱體斜楔16上端，圓柱體斜楔16與壓力機(jī)動(dòng)梁連接，側(cè)凸模的個(gè)數(shù)與齒輪齒數(shù)相匹配，定位圈內(nèi)孔與滑槽板外圈接觸，側(cè)凸模14上方由沉頭螺釘連接上模固定板19、定位圈10，下方由沉頭螺釘連接定位圈10、側(cè)模固定板9、外套筒11，使側(cè)凸模上下成為一個(gè)整體，側(cè)凸?？赏ㄟ^(guò)定位圈在滑槽板內(nèi)徑向移動(dòng)，斜環(huán)板通過(guò)沉頭螺釘固定在圓柱體斜楔上，帶彈簧23的螺栓24穿過(guò)外套筒11、圓柱體斜楔16、斜環(huán)板12鎖緊在側(cè)凸模14上，對(duì)側(cè)凸模14施加推力作用，上、下槽板15、13對(duì)側(cè)凸模徑向滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)定位和定向約束，彈簧、螺栓被壓縮后，通過(guò)回復(fù)力拉動(dòng)側(cè)凸模復(fù)位，從而完成徑向擠壓過(guò)程。下模通過(guò)下模座1固定于壓力機(jī)工作臺(tái)上，下凸模7、下模套筒8插于下模座1內(nèi)，通過(guò)下模固定板3來(lái)固定。上下模閉合整套模具連在一起，構(gòu)成一個(gè)整體。

如圖1所示，擠壓時(shí)，將齒輪坯料22放置在下凸模7上，壓力機(jī)向下運(yùn)動(dòng)，在壓力機(jī)作用下，首先是上模與下模合模固定齒輪坯料，接著壓力機(jī)壓縮彈性體20，同時(shí)圓柱體斜楔16受壓繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，將力傳遞給側(cè)凸模14，使側(cè)凸模在上、下滑槽板15、13和側(cè)模固定板9內(nèi)沿著徑向運(yùn)動(dòng)，完成齒輪擠壓成形，圓柱體斜楔16向上運(yùn)動(dòng)，側(cè)凸模14在帶彈簧的螺栓的壓縮作用下反向運(yùn)動(dòng)，將模具完全打開(kāi)，取出齒輪制件。

采用上述直齒圓柱齒輪徑向擠壓成形模具將齒輪坯料徑向擠壓成形為齒輪制件的方法，其具體步驟如下：

(1)制備齒輪坯料22，將齒輪坯料退火軟化后進(jìn)行磷化、皂化；

(2)固定齒輪坯料22，將齒輪坯料放入下模的下凸模7上，壓力機(jī)向下運(yùn)動(dòng)，完成上、下模合模；

(3)通過(guò)徑向擠壓模對(duì)齒輪坯料22進(jìn)行擠壓成形，壓力機(jī)壓縮上模的彈性體20，圓柱體斜楔16受壓繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，將力傳遞給側(cè)凸模14，使側(cè)凸模在上、下滑槽板15、13和側(cè)模固定板9內(nèi)沿著徑向運(yùn)動(dòng)，開(kāi)始齒輪徑向擠壓成形，為使側(cè)凸模徑向移動(dòng)距離控制在8.3mm,將圓柱體斜楔向下運(yùn)動(dòng)的位移量控制在31.2mm，壓力機(jī)完成下移量后，停止擠壓，此時(shí)，連接在側(cè)凸模上的彈簧23、螺釘24被拉伸為開(kāi)模做準(zhǔn)備，壓力機(jī)回升時(shí)，圓柱體斜楔16向上運(yùn)動(dòng)，側(cè)凸模在彈簧23、螺栓24的回復(fù)力作用下反向運(yùn)動(dòng)，模具完全打開(kāi)后，取出齒輪制件。