專利名稱：修形直齒圓錐齒輪閉式冷溫精鍛模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于壓力機的模具，用于直齒圓錐齒輪閉式冷、溫精鍛。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的直齒圓錐齒輪閉式冷溫鍛模，上凹模與下凹模的分模面為曲面，齒形高于分模面，見文獻1、寇清華楊慎華等，轎車圓錐齒輪冷閉塞鍛造數(shù)值模擬分析，中國機械工程，第十四卷第20期2003年10月，1121-1124頁；文獻2、楊慎華，寇清華等，轎車差速器行星齒輪與半軸齒輪冷閉塞鍛造研究，鍛壓技術(shù)，2004第一期，9-12頁；文獻3胡亞民主編，精鍛模具圖冊，北京機械工業(yè)出版社，2002，169頁；閉式冷精鍛時，高于分模面的部分不僅產(chǎn)生強烈的應(yīng)力集中(高達3000Mpa)，且作用齒尖上的模鍛力的水平分力對齒尖產(chǎn)生附加彎距和剪切力，既容易造成齒尖壓塌，又容易造成齒尖斷裂，導(dǎo)致齒形凹模使用壽命低；曲面分模使模具制造難度增大。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種修形直齒圓錐齒輪閉式冷溫精鍛模具，克服現(xiàn)有直齒圓錐齒輪閉式冷溫鍛模的缺點，在雙動或者單動壓力機上使用。
本實用新型的修形直齒圓錐齒輪閉式冷溫精鍛模具，由上凹模、上沖頭、下凹模、下沖頭組成，上凹模為齒形凹模，下凹模為背錐凹模；其特征在于(1)上凹模與下凹模的分模面為平面；(2)上凹模固定在雙動壓力機外滑塊下平面，上沖頭固定在雙動壓力機內(nèi)滑塊下平面；或上凹模固定在具有閉壓油缸的單動壓力滑塊下平面，下凹模固定在閉壓油缸的活塞上平面。
所述的修形直齒圓錐齒輪閉式冷溫精鍛模具，其進一步的特征在于，圓錐齒輪水平投影最大外輪廓靠近小端所在平面低于分模面時，沿所述最大外輪廓靠近小端的平面至分模面向外取15°-20°的斜度。
本實用新型的模具結(jié)構(gòu)比較簡單，制造、安裝和使用容易，工作可靠，模具使用壽命長。本實用新型的上凹模與下凹模為平面分模，齒形的齒頂與分模面處于同一平面內(nèi)，沒有高于分模面，因而不會產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，經(jīng)有限元模擬計算和實驗測試，其齒頂處的應(yīng)力約為1000Mpa左右，僅為前者的三分之一，也不存在附加彎距和剪切力，從而使壽命大為提高；因為平面分模，所以其制造比較簡單。在齒型凹模上可沿最大外輪廓至分模面向外取15°-20°的斜度。其作用一是形成分流降壓腔；二是便于齒輪鍛件的齒形模具模腔中取出。本實用新型的模具主要用于修形直齒圓錐齒輪的閉式冷、溫精鍛，也適用于傳動的直齒圓錐齒輪的閉式冷溫精鍛。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2a為本實用新型的分模面示意圖；圖2b為傳統(tǒng)的直齒圓錐齒輪閉式冷溫鍛模分模面示意圖；圖3為背錐凹模示意圖；圖4a、圖4b為齒輪在水平面上投影最大的外輪廓所在的水平面位置示意圖；圖5為本實用新型在雙動壓力機上安裝示意圖；圖6為本實用新型在具有閉壓油缸的單動壓力機上安裝示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型包括上沖頭1，上凹模2，下凹模4，下沖頭5，加工時，齒輪精密鍛件3置于上凹模2和下凹模4之間。
圖2a表示本實用新型上凹模的分模面為平面，與之相比較，圖2b傳統(tǒng)的直齒圓錐齒輪閉式冷溫鍛模分模面為曲面，齒形高于分模面。
圖3為背錐凹模示意圖，本實用新型和傳統(tǒng)的直齒圓錐齒輪閉式冷溫鍛模沒有區(qū)別。
圖4a、圖4b為齒輪在水平面上投影最大的外輪廓所在的水平面位置示意圖；圓錐齒輪水平投影最大外輪廓靠近小端所在平面如圖4a和圖4b中虛線所示位置，當其低于分模面時，傳統(tǒng)的直齒圓錐齒輪閉式冷溫鍛模如圖4b所示，沿所述最大外輪廓靠近小端的平面至分模面是垂直的；本實用新型則如圖4a所示，沿所述最大外輪廓靠近小端的平面至分模面向外取15°-20°的斜度。
模具在雙動壓力機上的工作過程如圖5所示，待精鍛毛坯3放入下凹模4，下凹模4與下凹模的底板9連接，通過底板8與雙動壓力機外滑塊7固定在一起的上凹模2隨外滑塊7一起向下行程，當與下凹模4接觸后則與下凹模4壓緊，形成修形直齒圓錐齒輪的封閉模腔。然后固定在雙動壓力機內(nèi)滑塊6上的沖頭1隨內(nèi)滑塊下行，當與毛坯接觸后對毛坯擠壓變形，使金屬毛坯充滿模腔成形為直齒圓錐齒輪精密鍛件。模鍛成形結(jié)束后，首先上沖頭1隨內(nèi)滑塊6回程而從鍛件3與上凹模2中退出，然后上凹模2隨外滑塊7向上回程離開下凹模4，整個模鍛過程結(jié)束。
模具在具有閉壓油缸的單動壓力機上的工作過程如圖6所示，待精煅的毛坯放入下凹模4，固定于單動壓力機滑塊10下面的上凹模2和上沖頭1隨滑塊10一起下行，當上凹模2與下凹模4接觸后，兩個凹模閉合加上上沖頭1一起形成封閉模腔，隨著閉合的整體凹模通過活塞12壓縮油缸體14中的油液13產(chǎn)生反向壓力，該反向壓力將下凹模4與上凹模2緊緊閉合在一起，壓力的大小通過液流閥15調(diào)節(jié)。通過上凹模2、上沖頭1與固定于壓力機工作臺上的下沖頭5之間的對向擠壓，使毛坯變形充滿凹模模腔而成形為修形直齒圓錐齒輪精密鍛件。模鍛成形結(jié)束后，上凹模2與上沖頭1隨滑塊10回程，而與下凹模4分離。在油壓13的作用下，下凹模4與鍛件3隨著上凹模1回程而向上移動至上限位置為止，整個模鍛過程結(jié)束。
權(quán)利要求1.一種修形直齒圓錐齒輪閉式冷溫精鍛模具，由上凹模、上沖頭、下凹模、下沖頭組成，上凹模為齒形凹模，下凹模為背錐凹模；其特征在于(1)上凹模與下凹模的分模面為平面；(2)上凹模固定在雙動壓力機外滑塊下平面，上沖頭固定在雙動壓力機內(nèi)滑塊下平面；或上凹模固定在具有閉壓油缸的單動壓力滑塊下平面，下凹模固定在閉壓油缸的活塞上平面。
2.如權(quán)利要求1所述的修形直齒圓錐齒輪閉式冷溫精鍛模具，其特征在于，圓錐齒輪水平投影最大外輪廓靠近小端所在平面低于分模面時，沿所述最大外輪廓靠近小端的平面至分模面向外取15°-20°的斜度。
專利摘要修形直齒圓錐齒輪閉式冷溫精鍛模具，屬于壓力機的模具，本實用新型由上凹模、上沖頭、下凹模、下沖頭組成，上凹模為齒形凹模，下凹模為背錐凹模；上凹模與下凹模的分模面為平面；上凹模固定在雙動壓力機外滑塊下平面，上沖頭固定在雙動壓力機內(nèi)滑塊下平面；或上凹模固定在具有閉壓油缸的單動壓力滑塊下平面，下凹模固定在閉壓油缸的活塞上平面。本實用新型結(jié)構(gòu)比較簡單，制造、安裝和使用容易，工作可靠，模具使用壽命長。主要用于修形直齒圓錐齒輪的閉式冷、溫精鍛，也適用于傳動的直齒圓錐齒輪的閉式冷溫精鍛。
文檔編號B21J13/02GK2871060SQ20052009855
公開日2007年2月21日 申請日期2005年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月31日
發(fā)明者金俊松, 王金波, 夏巨諶, 胡國安, 王新云 申請人:華中科技大學(xué)