一種新型粉末冶金模具及應(yīng)用該模具的粉末冶金工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種能夠節(jié)約加工成本和工藝的新型粉末冶金模具以及應(yīng)用該模具的粉末冶金工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]粉末冶金由于材料利用率高，低碳環(huán)保的特性，以及模具生產(chǎn)的一致性高的特點(diǎn)，現(xiàn)在的使用越來越廣。但是粉末冶金工藝需要后續(xù)的機(jī)加工來提升產(chǎn)品的尺寸精度，相對(duì)于形狀規(guī)則的產(chǎn)品，齒形件在端面車削時(shí)由于斷續(xù)切削的沖擊，極易的造成刀具的崩損。
[0003]在加工一種齒輪件的粉末冶金工藝中發(fā)現(xiàn)還存在著新的問題，如圖8所示，齒輪件的結(jié)構(gòu)上存在很多隔斷槽53，這會(huì)帶來模具型腔內(nèi)增加了原料粉末較難填實(shí)的角落，帶來填充疏密不均，繼而導(dǎo)致燒結(jié)固化后的齒輪件毛坯53后的強(qiáng)度不均，影響產(chǎn)品質(zhì)量。
[0004]因此，有必要提供一種新的粉末冶金技術(shù)來解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于提供一種能夠節(jié)約加工成本和工藝的新型粉末冶金模具以及應(yīng)用該模具的粉末冶金工藝。
[0006]本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的:一種新型粉末冶金模具，包括上模、下模、包圍于所述上模和下模之外的陰模以及穿過所述上模中心和下模中心的芯棒，所述上模包括筒狀的上一沖，所述上一沖前部分裂成若干齒成型部，相鄰的齒成型部被溝槽隔開，每個(gè)齒成型部頂端具有用于成型側(cè)齒的平面和用于成型中齒的凹面，所述凹面相對(duì)所述平面凹陷。
[0007]具體的，所述凹面的邊緣呈坡面結(jié)構(gòu)。
[0008]具體的，所述上模還包括緊貼所述上一沖內(nèi)側(cè)的上二沖以及夾持固定所述上一沖的上模壓蓋和上模壓板。
[0009]進(jìn)一步的，所述上一沖外側(cè)套設(shè)有保護(hù)套，所述保護(hù)套固定于上模壓蓋上。
[0010]進(jìn)一步的，所述上二沖外壁開設(shè)有平行于上二沖軸線的導(dǎo)槽，所述上一沖后部設(shè)有后缺口，所述后缺口與上模壓板之間夾持有一導(dǎo)塊，所述導(dǎo)塊部分伸入所述導(dǎo)槽內(nèi)。
[0011]進(jìn)一步的，所述上二沖外壁設(shè)有兩條導(dǎo)槽，兩條導(dǎo)槽在所述上二沖外壁上互隔180°，所述上一沖對(duì)應(yīng)的設(shè)有兩個(gè)后缺口，每個(gè)后缺口處均設(shè)有一導(dǎo)塊。
[0012]—種粉末冶金工藝，步驟包括:
[0013]①充填步驟:將原料粉末充填到陰模內(nèi)，其上下兩端被上模和下模壓緊，芯棒將中部多余的原料粉末擠出；
[0014]②壓制步驟:在加壓條件下，把原料粉末壓制成齒輪件毛坯；
[0015]③燒結(jié)步驟:將齒輪件毛坯脫脂后置于密封體系內(nèi)，然后加熱燒結(jié)成型；
[0016]④精整步驟:利用刀具對(duì)齒輪件毛坯上齒部凸出的中齒端面進(jìn)行切削以達(dá)到需求精度。
[0017]采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是:
[0018]1、本發(fā)明通過上一沖結(jié)構(gòu)改進(jìn)，避免了齒輪件毛坯局部疏松帶來的燒結(jié)后強(qiáng)度不足問題；
[0019]2、縮小了精整中刀具的車削面積，加工相同數(shù)量的齒輪件，刀具消耗量更少，節(jié)省了大量的工藝成本；
[0020]3、凹面邊緣的坡面結(jié)構(gòu)使齒輪件毛坯的中齒邊緣呈斜面，能夠降低對(duì)刀具的沖撞，進(jìn)一步降低刀具消耗量，還能避免毛刺產(chǎn)生，免去刷毛刺步驟，節(jié)省了加工時(shí)間和成本；
[0021 ] 4、導(dǎo)塊和導(dǎo)槽的配合能夠使上二沖在伸縮的時(shí)候無法繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，避免齒輪件毛還產(chǎn)生結(jié)構(gòu)畸變；
[0022]5、兩條導(dǎo)槽可以使導(dǎo)向效果更好。
【附圖說明】
[0023]圖1為粉末冶金模具在工作狀態(tài)下的剖視示意圖；
[0024]圖2為上模的立體圖；
[0025]圖3為上模的爆炸圖；
[0026]圖4為上一沖的立體圖；
[0027]圖5為圖4中A位置的局部放大圖；
[0028]圖6為下模的立體圖；
[0029]圖7為下模的爆炸圖；
[0030]圖8為齒輪件的立體圖。
[0031]圖中數(shù)字表示:
[0032]1-上模，11-上一沖，111-齒成型部，1111-平面，1112-凹面，1113-坡面，112-溝槽，113-后缺口，12-上二沖，121-導(dǎo)槽，13-上模壓蓋，14-上模壓板，15-保護(hù)套，151-頸部，152-肩部，16-導(dǎo)塊；
[0033]2-下模，21-標(biāo)識(shí)模，211-外臺(tái)階，212-第一凹槽，22-基體模，221-內(nèi)臺(tái)階，222-第二凹槽，23-下模壓蓋，24-螺絲，25-定位針；
[0034]3-陰模；
[0035]4-芯棒；
[0036]5-齒輪件毛坯，51-齒部，511-中齒，512-側(cè)齒，52-標(biāo)識(shí)部，53-隔斷槽。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0038]如圖1至圖3所示，一種粉末冶金模具，包括上模1、下模2、包圍于上模1和下模2之外的陰模3以及穿過上模1中心和下模2中心的芯棒4。上模1包括筒狀的上一沖11、緊貼上一沖11內(nèi)側(cè)的上二沖12、夾持固定上一沖11的上模壓蓋13和上模壓板14以及套設(shè)于上一沖11外側(cè)的保護(hù)套15，頸部151緊貼上一沖11的外側(cè)，保護(hù)套15具有一體成型的頸部151和肩部152，肩部152固定于上模壓蓋13上。上一沖11內(nèi)外分別被上二沖12和保護(hù)套13的頸部151限制，因此上一沖11不易發(fā)生撓度變形，延長(zhǎng)了模具壽命，保障了加工安全。保護(hù)套15通過肩部152固定在上模壓蓋13上，可避免固定方式影響上一沖11外形。
[0039]如圖1、圖3和圖4所示，上二沖12外壁開設(shè)有平行于上二沖軸線的兩條導(dǎo)槽121，兩條導(dǎo)槽121在上二沖12外壁上互隔180°，上一沖11后部設(shè)有兩個(gè)后缺口 113，每個(gè)后缺口 113與上模壓板14之間夾持有一導(dǎo)塊16，導(dǎo)塊16部分伸入導(dǎo)槽121內(nèi)。上二沖12能夠沿上一沖11伸縮，但上一沖11和上二沖12都為圓筒狀，可能發(fā)生繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，這會(huì)帶來齒輪件毛坯5結(jié)構(gòu)畸變，導(dǎo)塊16和導(dǎo)槽121的配合能夠使上二沖12在伸縮的時(shí)候無法繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。兩條導(dǎo)槽121可以使導(dǎo)向效果更好。
[0040]如圖丨、圖6和圖7所示，下模2包括標(biāo)識(shí)模21、套設(shè)于標(biāo)識(shí)模21外的基體模22以及用螺絲24固定于基體模22背面的下模壓蓋23，基體模22后部設(shè)有內(nèi)臺(tái)階221，標(biāo)識(shí)模21后部設(shè)有外臺(tái)階211，外臺(tái)階211被下模壓蓋23封閉于內(nèi)臺(tái)階221內(nèi)。當(dāng)粉末冶金模具需要給齒輪件毛坯5打上不同的標(biāo)識(shí)時(shí)，只需要重鑄標(biāo)識(shí)模21 —個(gè)部分，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的基體模22可以延續(xù)使用，因此節(jié)省了開模成本。
[0041]如圖1和圖7所示，外臺(tái)階211外壁設(shè)有第一凹槽212，內(nèi)臺(tái)階221內(nèi)壁設(shè)有第二凹槽222，第一凹槽212與第二凹槽222之間收容一定位針25。下模2組裝完成后，定位針25被封閉于標(biāo)識(shí)模21和基體模22之間，由于定位針25卡住第一凹槽212和第二凹槽222，所以標(biāo)識(shí)模21和基體模22互相不能繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，確保了一批齒輪件毛坯5產(chǎn)品外形一致。
[0042]如圖3、圖4和圖8所示，上一沖11前部分裂成若干齒成型部111，相鄰的齒成型部111被溝槽112隔開，每個(gè)齒成型部111頂端具有用于成型側(cè)齒512的平面1111和用于成型中齒511的凹面1112，凹面1112相對(duì)平面1111凹陷。當(dāng)原料粉末充填入陰模3之間后，靠近溝槽112處的原料粉末會(huì)比較疏松，而遠(yuǎn)離溝槽112處的原料粉末會(huì)比較密實(shí)，平面1111對(duì)應(yīng)了疏松部分，能夠形成厚度較薄的側(cè)齒512，而凹面1112對(duì)應(yīng)了密實(shí)部分，能夠形成厚度較厚的中齒511。
[0043]如圖5和圖8所示，凹面1112的邊緣呈坡面1113結(jié)構(gòu)。這樣在加工出齒輪件毛坯5的時(shí)候，中齒511的邊緣呈斜面，在車削作業(yè)中，斜面能夠降低對(duì)刀具的沖撞，使刀具的消耗量進(jìn)一步降低，同時(shí)斜面能降低毛刺的產(chǎn)生，免去了刷毛刺的處理步驟而能達(dá)到工藝改進(jìn)前的表面效果，節(jié)省了加工時(shí)間和成本。
[0044]粉末冶金工藝步驟包括:
[0045]①充填步驟:將原料粉末充填到陰模3內(nèi)，其上下兩端被上模1和下模2壓緊，芯棒4將中部多余的原料粉末擠出；
[0046]②壓制步驟:模具加壓，把原料粉末壓制成齒輪件毛坯5 ;
[0047]③燒結(jié)步驟:將齒輪件毛坯5脫脂后置于密封體系內(nèi)，然后加熱燒結(jié)成型；
[0048]④精整步驟:利用刀具對(duì)齒輪件毛坯5上齒部51凸出的中齒511端面進(jìn)行切削以達(dá)到需求精度。
[0049]由于上一沖11結(jié)構(gòu)改進(jìn)，所以在壓制步驟中，平面1111和凹面1112對(duì)應(yīng)的料厚差異適應(yīng)了原本存在的松緊差異，令壓制出來的齒輪件毛坯5密度更趨均勻，避免了齒輪件毛坯5局部疏松帶來燒結(jié)后強(qiáng)度不足問題；而且成型出來的齒輪件毛坯5在進(jìn)行端面的車削加工時(shí)，只要針對(duì)凸出的中齒511而不用針對(duì)側(cè)齒512，縮小了車削面積，加工相同數(shù)量的齒輪件，刀具消耗量更少，節(jié)省了大量的工藝成本。
[0050]以上所述的僅是本發(fā)明的一些實(shí)施方式。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型粉末冶金模具，包括上模、下模、包圍于所述上模和下模之外的陰模以及穿過所述上模中心和下模中心的芯棒，所述上模包括筒狀的上一沖，其特征在于:所述上一沖前部分裂成若干齒成型部，相鄰的齒成型部被溝槽隔開，每個(gè)齒成型部頂端具有用于成型側(cè)齒的平面和用于成型中齒的凹面，所述凹面相對(duì)所述平面凹陷。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型粉末冶金模具，其特征在于:所述凹面的邊緣呈坡面結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型粉末冶金模具，其特征在于:所述上模還包括緊貼所述上一沖內(nèi)側(cè)的上二沖以及夾持固定所述上一沖的上模壓蓋和上模壓板。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型粉末冶金模具，其特征在于:所述上一沖外側(cè)套設(shè)有保護(hù)套，所述保護(hù)套固定于上模壓蓋上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種新型粉末冶金模具，其特征在于:所述上二沖外壁開設(shè)有平行于上二沖軸線的導(dǎo)槽，所述上一沖后部設(shè)有后缺口，所述后缺口與上模壓板之間夾持有一導(dǎo)塊，所述導(dǎo)塊部分伸入所述導(dǎo)槽內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新型粉末冶金模具，其特征在于:所述上二沖外壁設(shè)有兩條導(dǎo)槽，兩條導(dǎo)槽在所述上二沖外壁上互隔180°，所述上一沖對(duì)應(yīng)的設(shè)有兩個(gè)后缺口，每個(gè)后缺口處均設(shè)有一導(dǎo)塊。7.—種應(yīng)用權(quán)利要求1-6任一所述模具的粉末冶金工藝，其步驟包括: ①充填步驟:將原料粉末充填到陰模內(nèi)，其上下兩端被上模和下模壓緊，芯棒將中部多余的原料粉末擠出； ②壓制步驟:在加壓條件下，把原料粉末壓制成齒輪件毛坯； ③燒結(jié)步驟:將齒輪件毛坯脫脂后置于密封體系內(nèi)，然后加熱燒結(jié)成型； ④精整步驟:利用刀具對(duì)齒輪件毛坯上齒部凸出的中齒端面進(jìn)行切削以達(dá)到需求精度。
【專利摘要】本發(fā)明屬于粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型粉末冶金模具及應(yīng)用該模具的粉末冶金工藝，模具包括上模、下模、包圍于所述上模和下模之外的陰模以及穿過所述上模中心和下模中心的芯棒，所述上模包括筒狀的上一沖，所述上一沖前部分裂成若干齒成型部，相鄰的齒成型部被溝槽隔開，每個(gè)齒成型部頂端具有用于成型側(cè)齒的平面和用于成型中齒的凹面，所述凹面相對(duì)所述平面凹陷；工藝步驟包括充填、壓制、燒結(jié)和精整。本發(fā)明通過上一沖結(jié)構(gòu)改進(jìn)，避免了齒輪件毛坯局部疏松帶來的燒結(jié)后強(qiáng)度不足問題，同時(shí)縮小了精整中刀具的車削面積，加工相同數(shù)量的齒輪件，刀具消耗量更少，節(jié)省了大量的工藝成本。
【IPC分類】B22F3/03, B22F3/16
【公開號(hào)】CN105234406
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510809139
【發(fā)明人】陳珠洪
【申請(qǐng)人】碧夢(mèng)技(上海）復(fù)合材料有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年11月20日