專利名稱：一種用于精鍛成形齒輪軸的外齒輪成形模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及齒輪軸的生產(chǎn)領(lǐng)域，具體是一種采用旋轉(zhuǎn)鍛造方式生產(chǎn)齒輪軸的方法。
技術(shù)背景 齒輪軸作為機械設(shè)備中重要的傳動部件，工作時其嚙合部位承受著較高的接觸載荷作用，磨損嚴重，且齒輪在交變載荷作用下極易疲勞損傷。因此，提高齒輪嚙合區(qū)域的強度和耐磨性就顯得尤為重要。目前，齒輪及齒輪軸加工主要利用擠壓或鍛造模具從軸向進行壓力成形。公開號CN1367051的發(fā)明創(chuàng)造提出了一種齒輪精密成形模具，所述模具的齒輪型腔由齒頂和齒根傾斜的進料段、與齒輪零件相似的等徑段、齒頂和齒根傾斜的出料段構(gòu)成，在溫擠壓過程中采用該模具能夠降低材料的變形力。公開號CN2460237的發(fā)明創(chuàng)造通過對冷溫擠壓成型模具設(shè)計，能夠在一次工作過程中同時成形出內(nèi)外圓斜齒輪。公開號CN1868633和CN1569351的發(fā)明創(chuàng)造提出通過上壓頭與凹模之間的正擠壓作用成形直齒圓柱齒輪方法，成形過程中正擠壓模具的凹模的輪廓參數(shù)與待成形直齒圓柱齒輪的參數(shù)相同。公開號CN101025225和CN101214510的發(fā)明創(chuàng)造在冷鍛壓力機或油壓機上采用反擠壓工藝分別成形出自動變速汽車傳動裝置的齒輪件和盲孔內(nèi)齒輪。所述兩個發(fā)明中，冷擠壓模具的凹模的形狀均與齒輪產(chǎn)品的外輪廓相對應(yīng)。公開號CN1593807和CN201711484的發(fā)明創(chuàng)造均采用浮動凹模結(jié)構(gòu)成形精度較高的齒輪，該模具有效的降低成形過程中的載荷，提高了模具壽命。公開號CN101284299的發(fā)明創(chuàng)造提出了一種變速箱行星齒輪成形模具，所述模具由上模、下模和螺旋頂出機構(gòu)組成，該模具可鍛造螺旋角較大的螺旋圓柱齒輪。公開號CN201815618U的發(fā)明創(chuàng)造提出了一種直齒圓柱齒輪齒形的精鍛模具，優(yōu)點主要表現(xiàn)在工效高、成形出的齒輪嚙合強度高。公開號CN101031375的發(fā)明創(chuàng)造提出了采用多個鍛造模具來成形傘齒輪的方法，該發(fā)明能夠通過在成形過程中同時完成沖孔成形和去溢料成形兩道工序，有效的提高了生產(chǎn)效率。公開號CN1820891的發(fā)明創(chuàng)造通過在毛坯或模具的成形部分建立分流口，提高了成形過程中齒輪齒尖處的填充性。在齒輪軸成形方面，公開號CN101332488和CN101342566的發(fā)明創(chuàng)造通過采用正擠壓和反擠壓工藝分別成形傘齒輪軸和帶有內(nèi)齒輪的齒輪軸，成形過程中對軸和齒輪的成形分別采用了不同的擠壓模具。上述傳統(tǒng)模具存在著或者不適于齒輪軸成形，或者精度和強度要求高、使用壽命短的不足。
發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的或者不適于齒輪軸成形，或者精度和強度要求高、使用壽命短的不足，本發(fā)明提出了一種用于精鍛成形齒輪軸的外齒輪成形模具。本發(fā)明所述的外齒輪成形模具由四個外形相同的分模組成，并且各分模的內(nèi)表面為齒狀的1/4圓弧面，各分模的側(cè)表面為45°的斜面，將四個分模拼合為內(nèi)表面有齒的外齒輪成形模具。所述的外齒輪成形模具的各分模的內(nèi)表面均分為預(yù)成形段和整形段兩部分，分模整形段的長度取棒料待成形區(qū)域直徑的70 95%，預(yù)成形段的長度取棒料待成形區(qū)域直徑的40 60%。各分模內(nèi)表面上齒拔模斜面的拔模角均取2°。所述外齒輪成形模具的預(yù)成形段的錐角為3.1°。所述外齒輪成形模具的整形段與預(yù)成形段的齒數(shù)均與待加工齒輪軸的齒數(shù)相同。所述外齒輪成形模具的整形段的模數(shù)與待加工齒輪軸的模數(shù)相同，所述外齒輪成形模具預(yù)成形段的模數(shù)依據(jù)棒料直徑+ (齒數(shù)-2. 5)確定。本發(fā)明通過對齒輪軸鍛造模具進行設(shè)計，使旋轉(zhuǎn)鍛造方法應(yīng)用于齒輪軸成形，使成形后的齒輪軸外齒輪表面附近晶粒組織呈流線分布，提高了齒輪軸的強度和耐磨性能；齒輪軸內(nèi)部軸線附近的微觀組織則保留了棒料原有的韌性，使齒輪軸能夠承受較大的沖擊載荷作用。與傳統(tǒng)齒輪軸鍛造模具相比，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，提高了模具的使用壽命。與現(xiàn)有技術(shù)比較，旋轉(zhuǎn)鍛造是在多錘頭對擊的旋轉(zhuǎn)鍛機上生產(chǎn)精密軸類件的一種專用生產(chǎn)工藝。該工藝利用了軸對稱件的優(yōu)勢，能通過坯料的旋轉(zhuǎn)逐漸成形出精度較高的軸鍛件。本發(fā)明在現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)鍛造工藝的基礎(chǔ)上，通過對齒輪軸外齒輪成形模具進行設(shè)計，使 旋轉(zhuǎn)鍛造工藝應(yīng)用于齒輪軸的生產(chǎn)。

附圖I是外齒輪成形模具的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2是外齒輪成形模具的軸測圖。附圖3是分模的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖4是分模的剖視圖。I.外齒輪成形模具 2.預(yù)成形段 3.整形段 4.預(yù)成形段錐角5.齒6.拔模斜面
具體實施方式
實施例一本實施例是一種用于精鍛成形齒輪軸的外齒輪成形模具。如圖2 圖5所示。所述的外齒輪成形模具I由四個外形相同的分模組成，所述的外齒輪成形模具I的各分模均為塊狀，并且各分模的外表面為平面，內(nèi)表面為齒狀的1/4圓弧面；各分模的側(cè)表面為45°的斜面，使相鄰的兩個分模的側(cè)表面之間直角配合。將四個分模拼合，使四個分模的齒狀圓弧面組合成為內(nèi)表面有齒5的外齒輪成形模具I。所述的外齒輪成形模具I各分模的內(nèi)表面均分為預(yù)成形段2和整形段3兩部分，所述整形段的長度取棒料待成形區(qū)域直徑的70 95 %，預(yù)成形段2的長度取棒料待成形區(qū)域直徑的40 60%。本實施例中，所述預(yù)成形段2和整形段3的長度分別為75mm和132mm ；在預(yù)成形段2和整形段3的內(nèi)表面均有齒5，所述齒5的拔模斜面6的拔模角均為2°。如圖6所示。所述外齒輪成形模具的整形段3內(nèi)徑相等，所述外齒輪成形模具的預(yù)成形段2錐形，并且該預(yù)成形段的錐角為3.1°。所述外齒輪成形模具的整形段3與預(yù)成形段2的齒數(shù)均與待加工齒輪軸的齒數(shù)相同；所述外齒輪成形模具的整形段3的模數(shù)與待加工齒輪軸的模數(shù)相同，所述外齒輪成形模具預(yù)成形段2的模數(shù)依據(jù)棒料I直徑+ (齒數(shù)-2. 5)確定，本實施例中，預(yù)成形段2的模數(shù)在3 3. 33之間連續(xù)，使該預(yù)成形段2內(nèi)表面齒的分度圓直徑構(gòu)成錐面 。
權(quán)利要求1.一種用于精鍛成形齒輪軸的外齒輪成形模具，其特征在于，所述的外齒輪成形模具由四個外形相同的分模組成，并且各分模的內(nèi)表面為齒狀的1/4圓弧面，各分模的側(cè)表面為45。的斜面，將四個分 模拼合為內(nèi)表面有齒的外齒輪成形模具；所述的外齒輪成形模具的各分模的內(nèi)表面均分為預(yù)成形段和整形段兩部分，分模整形段的長度取棒料待成形區(qū)域直徑的70 95%，預(yù)成形段的長度取棒料待成形區(qū)域直徑的40 60% ;各分模內(nèi)表面上齒拔模斜面的拔模角均取2° ;所述外齒輪成形模具的預(yù)成形段的錐角為3. 1° ;所述外齒輪成形模具的整形段與預(yù)成形段的齒數(shù)均與待加工齒輪軸的齒數(shù)相同；所述外齒輪成形模具的整形段的模數(shù)與待加工齒輪軸的模數(shù)相同，所述外齒輪成形模具預(yù)成形段的模數(shù)依據(jù)棒料直徑+ (齒數(shù)一 2. 5)確定。
專利摘要一種用于精鍛成形齒輪軸的外齒輪成形模具，由四個外形相同的分模組成，并且各分模的內(nèi)表面為齒狀的1/4圓弧面，各分模的側(cè)表面為45°的斜面，將四個分模拼合為內(nèi)表面有齒的外齒輪成形模具。外齒輪成形模具的各分模的內(nèi)表面均分為預(yù)成形段和整形段兩部分，并且外齒輪成形模具的整形段與預(yù)成形段的齒數(shù)均與待加工齒輪軸的齒數(shù)相同，預(yù)成形段的模數(shù)依據(jù)棒料直徑÷(齒數(shù)-2.5)確定。各分模內(nèi)表面上齒拔模斜面的拔模角均取2°。外齒輪成形模具的整形段的模數(shù)與待加工齒輪軸的模數(shù)相同。通過本實用新型提出的外齒輪成形模具能夠?qū)⑿D(zhuǎn)鍛造工藝應(yīng)用于齒輪軸的生產(chǎn)，提高了齒輪軸的強度和耐磨性能。并且本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，使用壽命長的特點。
文檔編號B21J13/02GK202479423SQ20122004895
公開日2012年10月10日 申請日期2012年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月15日
發(fā)明者張明杰, 李付國 申請人:西北工業(yè)大學(xué)