一種內(nèi)齒輪的冷擠壓成形工藝及模具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的是一種內(nèi)齒輪的冷擠壓精密成形工藝及模具技術(shù)，具體涉及冷擠壓成形的貫通圓柱直齒內(nèi)齒輪的成形工藝及模具。其工藝步驟為：下料制坯—冷擠壓成形—退料—脫?！拚Ｘ炌▋?nèi)齒輪冷擠壓成形模具主要由齒形沖頭、凹模和退料環(huán)等組件組成。齒形沖頭上部連接一個(gè)沖頭座以便于擠壓時(shí)壓力機(jī)壓塊向下運(yùn)動(dòng)：齒形沖頭設(shè)計(jì)由導(dǎo)向部分和齒形成形部分組成，導(dǎo)向部分的長(zhǎng)度與坯料的高度相仿，直徑略小于坯料內(nèi)徑，齒形成形部分設(shè)計(jì)有45°的導(dǎo)向角；退料環(huán)的上端設(shè)計(jì)有45°的斜面。模具的頂料圈和頂塊能實(shí)現(xiàn)內(nèi)齒輪的快速脫模。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：加工工藝路線短，齒輪機(jī)械性能好，精度一致性好，較高的加工效率。
【專利說(shuō)明】一種內(nèi)齒輪的冷擠壓成形工藝及模具【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明屬于一種內(nèi)齒輪的冷擠壓精密成形工藝及模具技術(shù)，具體涉及冷擠壓成形貫通圓柱直齒內(nèi)齒輪的模具?！颈尘凹夹g(shù)】[0002]內(nèi)齒輪的現(xiàn)有加工方法主要為機(jī)械切削加工，按傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝主要包括:鉆孔、 粗車內(nèi)孔、精車內(nèi)孔、插齒等。其中就插齒而言，加工所需時(shí)間長(zhǎng)，而且材料利用率低，浪費(fèi)嚴(yán)重。此外，傳統(tǒng)的的機(jī)械切削工藝不但存在加工工序較多，工藝路線長(zhǎng)材料利用率低，成本高，加工效率低，而且齒輪精度的一致性較差，并且由于采用切削加工，機(jī)械力學(xué)性能較差。近年來(lái)齒輪的擠壓成形工藝得到發(fā)展，但主要局限于外齒輪的擠壓成形，對(duì)于內(nèi)齒輪的冷擠壓成形工藝的研究卻很少，尤其是貫通內(nèi)齒輪的冷擠壓成形工藝。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明專利的目的在于克服現(xiàn)有內(nèi)齒輪機(jī)床切削加工生產(chǎn)方法的弊端，提供一種生產(chǎn)工序少，加工工藝路線短，齒輪精度一致性高，機(jī)械力學(xué)性能好，加工效率高的貫通直齒圓柱內(nèi)齒輪冷擠壓精密成形工藝及模具技術(shù)。[0004]本發(fā)明專利的技術(shù)方案是:本發(fā)明是一種內(nèi)齒輪的冷擠壓精密成形工藝及模具， 其工藝步驟為:(一)下料制坯；(二)冷擠壓成形；(三)退料；(四)脫模；(五)修整。[0005]所述下料制坯包括:(I)截取實(shí)心圓棒料；(2)沖擠預(yù)成形(3)沖中心孔。[0006]所述冷擠壓成形是指將(一)中制取的環(huán)形壞料放入冷擠壓模具中，在上模下壓的過(guò)程中擠壓成形內(nèi)齒輪件。[0007]貫通內(nèi)齒輪冷擠壓成形模具主要由齒形沖頭、凹模和退料環(huán)等組件組成，凹模組件模體形狀與貫通內(nèi)齒輪產(chǎn)品的外輪廓相應(yīng)，齒形沖頭的齒形體形狀與貫通內(nèi)齒輪產(chǎn)品內(nèi)齒輪廓形狀相應(yīng)，其特征在于:為了節(jié)省材料，齒形沖頭的高度設(shè)計(jì)成與坯料高度相當(dāng)，其上部連接一個(gè)沖頭座以便于擠壓時(shí)壓力機(jī)壓塊向下運(yùn)動(dòng)；齒形沖頭設(shè)計(jì)由導(dǎo)向部分和齒形成形部分組成，導(dǎo)向部分的長(zhǎng)度與坯料的高度相仿，直徑略小于坯料內(nèi)徑，齒形成形部分設(shè)計(jì)有45°的導(dǎo)向角；退料環(huán)的上端設(shè)計(jì)有45°的斜面；齒形沖頭的材料選用冷作模具鋼Crl2，采用線切割加工，加工完成后進(jìn)行高頻淬火處理以獲得表面硬化層，凹模材料選用 40Cr。[0008]所述退料是指:將冷擠壓成形件從凹模中取出。[0009]所述脫模是指；將內(nèi)齒輪件與齒形沖頭分離。[0010]所述修整是指:將脫模后的內(nèi)齒輪去除邊角廢料加工成合格成品。[0011]本發(fā)明的有益效果是:(一)采用冷擠壓成形工藝加工貫通內(nèi)齒輪，可以生產(chǎn)接近最終形狀的金屬零件，提聞了材料的利用率，減少了加工工序，提聞了加工效率；(二)由于采用擠壓成形工藝，金屬流線按齒廓形狀分布，因而產(chǎn)品機(jī)械力學(xué)性能得到增強(qiáng)； (三)由于冷擠壓成形工藝采用無(wú)切削加工，所以產(chǎn)品的精度一致性好；(四)貫通內(nèi)齒輪冷擠壓成形模具主要設(shè)計(jì)由齒形沖頭、凹模和退料環(huán)等組件組成，便于內(nèi)齒輪件的脫模?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】[0012]下面是結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。[0013]圖1為制坯工藝簡(jiǎn)略示意圖；圖2為本發(fā)明冷擠壓精密成形模具工作狀態(tài)示意圖；圖3為本發(fā)明的退料過(guò)程模具工作狀態(tài)示意圖；圖4為本發(fā)明的脫模過(guò)程模具工作狀態(tài)示意圖；上述圖中的標(biāo)記為:圖2為本發(fā)明冷擠壓精密成形模具工作狀態(tài)示意圖的1.上模座，2.凸模座，3.凸模 固定圈，4.沖頭座，5.螺釘，6.齒形沖頭，7.坯料，8.凹模，9下模座，10.墊板，11.定位圈， 12.導(dǎo)柱，13.壓緊圈，14.導(dǎo)套，15.工件，16.退料環(huán)。[0014]圖3為本發(fā)明的退料過(guò)程模具工作狀態(tài)示意圖的1.壓力機(jī)壓塊，2.頂料圈，3.退 料環(huán)，4.齒形沖頭，5.墊塊，6.凹模，7.工件，8.墊板。[0015]圖4為本發(fā)明的脫模過(guò)程模具工作狀態(tài)示意圖的1.壓力機(jī)壓塊，2.頂塊，3.退 料環(huán)，4.內(nèi)齒輪，5.齒形退料套，6.墊塊，7.墊板?！揪唧w實(shí)施方式】[0016]用45鋼材料加工貫通內(nèi)齒輪的工藝步驟為:(一)下料制坯(O按成品件要求截取所需實(shí)心圓形棒料。[0017](2)沖擠預(yù)成形(3)沖中心孔(二)冷擠壓成形(I)將(一)中制取的環(huán)形壞料放入冷擠壓模具的凹模中。[0018](2)將齒形沖頭的導(dǎo)向部分放入坯料的內(nèi)孔中。[0019](3)沖頭座在壓力機(jī)的作用下向下擠壓齒形沖頭，坯料被反擠壓成形為內(nèi)齒形件。[0020](三)退料內(nèi)齒輪擠壓結(jié)束后，將擠壓裝置翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，并在凹模下端面墊兩塊高度完全一樣的墊 塊，在退料環(huán)的上端放置一頂料圈，其內(nèi)外圈大小與退料環(huán)完全一致，隨著壓力機(jī)壓塊向下 運(yùn)動(dòng)，頂料圈將帶著齒形沖頭的內(nèi)齒輪向下頂出。[0021](四)脫模脫模時(shí)，在倒置的齒形沖頭的導(dǎo)向端面放置一個(gè)頂塊，在壓力機(jī)壓塊的作用下，頂塊向 下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)齒形沖頭逐漸向下移動(dòng)，直至齒形沖頭與內(nèi)齒輪分離。[0022](五)修整將擠壓成形的內(nèi)齒輪，去除邊角廢料等。[0023]本發(fā)明所需設(shè)備為螺旋壓力機(jī)。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)齒輪的冷擠壓精密成形工藝及模具技術(shù)，其特征在于:所述貫通內(nèi)齒輪冷擠壓成形模具主要由齒形沖頭、凹模和退料環(huán)等組件組成，凹模組件模體形狀與貫通內(nèi)齒輪產(chǎn)品的外輪廓相應(yīng)，齒形沖頭的齒形體形狀與貫通內(nèi)齒輪產(chǎn)品內(nèi)齒輪廓形狀相應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)齒輪的冷擠壓精密成形工藝及模具技術(shù)，其特征在于:為了節(jié)省材料，齒形沖頭的高度設(shè)計(jì)成與坯料高度相當(dāng)，其上部連接一個(gè)沖頭座以便于擠壓時(shí)壓力機(jī)壓塊向下運(yùn)動(dòng):齒形沖頭設(shè)計(jì)由導(dǎo)向部分和齒形成形部分組成，導(dǎo)向部分的長(zhǎng)度與坯料的高度相仿，直徑略小于坯料內(nèi)徑，齒形成形部分設(shè)計(jì)有45°的導(dǎo)向角；退料環(huán)的上端設(shè)計(jì)有45°的斜面；齒形沖頭的材料選用冷作模具鋼Crl2，采用線切割加工，加工完成后進(jìn)行高頻火處理以獲得表面硬化層，凹模材料選用40Cr。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)齒輪的冷擠壓精密成形工藝及模具技術(shù)，其特征在于:內(nèi)齒輪擠壓結(jié)束后，將擠壓裝置翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，并在凹模下端面墊兩塊高度完全一樣的墊塊，在退料環(huán)的上端放置一頂料圈，其內(nèi)外圈大小與退料環(huán)完全一致，隨著壓力機(jī)壓塊向下運(yùn)動(dòng)，頂料圈將帶著齒形沖頭的內(nèi)齒輪向下頂出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)齒輪的冷擠壓精密成形工藝及模具技術(shù)，其特征在于:脫模時(shí)，在倒置的齒形沖頭導(dǎo)向端面放置一個(gè)頂塊，在壓力機(jī)壓塊的作用下，頂塊向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)齒形沖頭逐漸向下移動(dòng)，直至齒形沖頭與內(nèi)齒輪分離。
【文檔編號(hào)】B21C25/02GK103599954SQ201310604591
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】徐淑波, 李振東, 景財(cái)年 申請(qǐng)人:山東建筑大學(xué)