專利名稱：一種在單動(dòng)壓力機(jī)中應(yīng)用的精鍛傘齒輪的模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鍛造模具，尤其涉及在單動(dòng)壓力機(jī)中應(yīng)用的精鍛模具。
技術(shù)背景近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個(gè)國 家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。目前，齒輪精鍛技術(shù)日 益受到了世界各國的高度重視，德國、美國、日本等發(fā)達(dá)國家在這方面的研究已取得一定的 成功。近年來，由于計(jì)算機(jī)控制的雙動(dòng)液壓機(jī)研制成功，以及三維體積成形模擬軟件的開發(fā) 應(yīng)用，使雙動(dòng)壓力機(jī)專用鍛模的開發(fā)成為可能。但是，現(xiàn)階段單動(dòng)機(jī)械壓力機(jī)及單動(dòng)液壓機(jī) 在我國鍛造應(yīng)用的仍然非常普遍，該類設(shè)備以簡捷、靈活、高效、尤其是成本低等優(yōu)點(diǎn)依然 深受用戶歡迎。然而，當(dāng)前在單動(dòng)壓力機(jī)中普遍是采用開式模鍛方法來鍛造傘齒輪毛坯的， 其工藝飛邊較大，材料利用率偏低，而且鍛件本身的余量較大，增加了后續(xù)機(jī)加工周期。實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠在單動(dòng)壓力機(jī)中對(duì)傘齒輪實(shí)現(xiàn) 閉塞式精鍛的模具。其技術(shù)方案是這樣一種在單動(dòng)壓力機(jī)中應(yīng)用的精鍛傘齒輪的模具。與現(xiàn)有技術(shù)相同的方面是，該模具也由上模組件和下模組件兩部分組成。其中上模組件包括上凹模、穿過該上 凹模的上凸模、連接上凹模并把上凸模與上模板固定在一起的凸模固定板；下模組件包括下凹模、穿過該下凹模的頂出套筒和穿過該頂出套筒的下凸模、連接該下凹模而其本身又固定 在下模板上的下模支撐塊。其改進(jìn)之處是，把上凹模連接在凸模固定板的，是緊套在該上凹 模外的上凹模套和固定在該上凹模套上部且被上凸模的直桿段穿過的上模固定板。在該上模 固定板和上模板之間安裝有穿過了上模固定板的閉模彈簧；在上模固定板的兩端部分，對(duì)稱 地安裝有兩個(gè)導(dǎo)套，在上模板的下部安裝有其導(dǎo)向桿部分分別穿過兩個(gè)導(dǎo)套、且兩者間呈滑動(dòng)配合的兩根拉桿，該拉桿的下端有作用在該上模固定板下端面上的防脫帽。把下凹模連接 在下模支撐塊上的是緊套在該下凹模之外的下凹模套。該上凹模套和下凹模套各有一對(duì)相互 平行的豎直側(cè)面，兩者對(duì)應(yīng)的豎直側(cè)面處于共面狀態(tài)、且均開出了垂直于該模具軸線的若干 條梯形齒槽；兩邊梯形齒槽相對(duì)一側(cè)各有一個(gè)能夠在垂直于所述豎直平面方向上移動(dòng)的鎖模 塊，各鎖模塊上帶有在上下凹模套閉合后能緊夾在該上下兩部分梯形齒槽的齒側(cè)面的梯形齒 槽。各鎖模塊下端與下模支撐塊相對(duì)的側(cè)面之間安裝有能把該鎖模塊頂離開上下凹模套的一 個(gè)復(fù)位彈簧；各鎖模塊背向其上的梯形齒槽一側(cè)的上部有一個(gè)斜面，上模板的下部固定安裝 有與各鎖模塊對(duì)應(yīng)的兩個(gè)推動(dòng)塊，各推動(dòng)塊的下端有與對(duì)應(yīng)的鎖模塊上部斜面相互作用、以 推動(dòng)該鎖模塊移向上下凹模套的推動(dòng)斜面。與在單動(dòng)壓力機(jī)中應(yīng)用的現(xiàn)有開式模鍛裝置相比較，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)-由于有其中閉模彈簧的作用，就消除了現(xiàn)有模具中不得不為上下凹模的安全閉合而留下 的間隙，把現(xiàn)有單動(dòng)壓力機(jī)中不得不采用的開式模鍛改變?yōu)殚]塞式模鍛了；又由于有鎖模塊， 且"各鎖模塊上帶有在上下凹模套閉合后能緊夾在該上下兩部分梯形齒槽的齒側(cè)面的梯形齒 槽"，于是，在坯料的反作用最大的情況下，上下凹模之間也不會(huì)產(chǎn)生間隙。因此，本實(shí)用 新型模具在實(shí)際上是對(duì)傘齒輪進(jìn)行閉塞式的精鍛了。當(dāng)然，也就使應(yīng)用本實(shí)用新型的單動(dòng)壓 力機(jī)達(dá)到了雙動(dòng)壓力機(jī)的成形效果。大多數(shù)中小企業(yè)就無需投入巨資購置雙動(dòng)壓力機(jī)，節(jié)約 了設(shè)備成本。由于鎖模塊和上下凹模套兩側(cè)的齒槽均是梯形，就不會(huì)發(fā)生像矩形齒那樣的必須待上下 模套閉合后才能允許把鎖模塊移去鎖住它們的麻煩事；即可以在閉合上下模套的同時(shí)，來移 動(dòng)鎖模塊(顯然，該梯形齒的角度需根據(jù)具體的不同模具來確定，這是本領(lǐng)域的技術(shù)人員十 分清楚、且僅需通過常規(guī)的計(jì)算與試驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)的)。也就是說，本實(shí)用新型中，在上模板帶 動(dòng)上模組件及其上凹模向下移動(dòng)來鐓粗和擠壓坯料的同時(shí)(或滯后、或超前一點(diǎn)點(diǎn))，被同時(shí) 帶動(dòng)的兩個(gè)推動(dòng)塊就開始推動(dòng)鎖模塊朝向逐漸閉合的上下模套移動(dòng)了。在上下模套完全閉合 后，兩邊的鎖模塊就正好把它們緊緊地夾住，即閉模彈簧、帶梯形齒槽的鎖模塊和上下凹 模套共同構(gòu)成了能在單動(dòng)壓力機(jī)里聯(lián)動(dòng)的鎖模機(jī)構(gòu)了。因此，應(yīng)用本實(shí)用新型后也不會(huì)增加 工時(shí)成本。由于在實(shí)際上是對(duì)傘齒輪進(jìn)行閉塞式的精鍛，因此，鍛件表面質(zhì)量好，機(jī)械加工余量小，尺寸精度高，鍛件形狀與成品零件形狀接近，金屬纖維分布更加合理。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。


圖1是本實(shí)用新型模具處于閉合狀態(tài)下的(全剖)裝配結(jié)構(gòu)圖；圖2是圖1的(半剖)左視圖；圖3是圖2中I區(qū)域的局部放大圖；圖4是另一種內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的上下凹模相當(dāng)于在圖2中I區(qū)域的局部放大圖；圖5是圖1中擋板的放大圖；圖6是圖5的左視圖；圖7是圖1中鎖模滑塊的放大圖；圖8是圖7的右視圖；圖9是圖1中鎖模齒的放大圖；圖IO是圖1中上凹模套的放大圖；圖11是圖1中下凹模套的放大圖；圖12是圖11的俯視圖。
具體實(shí)施方式
一種在單動(dòng)壓力機(jī)中應(yīng)用的精鍛傘齒輪的模具(參考圖1、 2、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12)，該模具由上模組件和下模組件兩部分組成；其中上模組件包括上凹模8、穿過該上凹模8的上凸模6、連接上凹模8并把上凸模6與上模板1固定在一起的凸模固定板2。上凸 模6的上端有一個(gè)圓錐體部分，該圓錐體部分的上端安裝在一調(diào)節(jié)安裝是的墊塊5，凸模固 定板2套住上凸模6上端的圓錐體部分后通過螺釘3 —并固定在上。下模組件包括下凹模23、 穿過該下凹模23的頂出套筒16和穿過該頂出套筒16的下凸模17、連接該下凹模23而其 本身又通過螺釘19固定在下模板13上的下模支撐塊20。在頂出套筒16的下端面與下模板 13之間安裝有通過頂出套筒16頂出坯料的彈簧18。在本實(shí)用新型中，把上凹模8連接在凸 模固定板2的，是緊套在該上凹模8外的上凹模套26和固定在該上凹模套26上部且被上凸模6的直桿段穿過的上模固定板28——在本具體實(shí)施方式
中，緊套在上凹模8外的上凹模套 26是通過下小上大的圓錐面配合來實(shí)現(xiàn)的，其上凹模套26的上下端面均不突出于上凹模8 的上下端面，在上模固定板28和上凹模套26之間有定位銷27和連接螺釘9。在該上模固定 板28和上模板1之間安裝有穿過了上模固定板28的閉模彈簧4;在上模固定板28的兩端 部分，對(duì)稱地安裝有兩個(gè)導(dǎo)套31，在上模板1的下部安裝有其導(dǎo)向桿部分分別穿過兩個(gè)導(dǎo)套 31、且兩者間呈滑動(dòng)配合的兩根拉桿30，該拉桿30的下端有作用在該上模固定板28下端 面上的防脫帽(本領(lǐng)域的技術(shù)人員清楚該防脫帽的上端面與上模固定板28下端面之間的距 離，不但須保證在閉模彈簧4作用下，該上模固定板28及其下方的零部件不至于脫落，而 且還應(yīng)當(dāng)保證上凹模套26及其上凹模8在被提升、返程后與下凹模套10及其下凹模23有 足夠的距離，以利于正常操作)。把下凹模23連接在下模支撐塊20上的是緊套在該下凹模 23之外的下凹模套10——在本具體實(shí)施方式
中，緊套在下凹模23外的下凹模套10是通過 上小下大的圓錐面配合來實(shí)現(xiàn)的，其下凹模套10的上下端面均不突出于下凹模23的上下端 面，在下模支撐塊20和下凹模套10之間有定位銷(圖中省略未畫)和連接螺釘22。該上凹 模套26和下凹模套10各有一對(duì)相互平行的豎直側(cè)面，兩者對(duì)應(yīng)的豎直側(cè)面處于共面狀態(tài)、 且均開出了垂直于該模具軸線的若干條梯形齒槽。兩邊梯形齒槽相對(duì)一側(cè)各有一個(gè)能夠在垂 直于所述豎直平面方向上移動(dòng)的鎖模塊，各鎖模塊上帶有在上下凹模套(26、 IO)閉合后能緊 夾在該上下兩部分梯形齒槽的齒側(cè)面的梯形齒槽。各鎖模塊下端與下模支撐塊20相對(duì)的側(cè) 面之間安裝有能把該鎖模塊頂離開上下凹模套(26、 IO)的一個(gè)復(fù)位彈簧14。各鎖模塊背向 其上的梯形齒槽一側(cè)的上部有一個(gè)斜面；上模板1的下部通過螺釘29固定安裝有與各鎖模 塊對(duì)應(yīng)的兩個(gè)推動(dòng)塊7，各推動(dòng)塊7的下端有與對(duì)應(yīng)的鎖模塊上部斜面相互作用、以推動(dòng)該 鎖模塊移向上下F1模套(26、 IO)的推動(dòng)斜面。結(jié)合上述優(yōu)越性的介紹，從本具體實(shí)施方式
的披露中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員一定能夠正確 地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)方案了。因此，本具體實(shí)施方式
部分也是以下各例的總述，在以下 各例中不贅述。實(shí)施例l(參考圖1、 5、 6):本例是在總述部分的基礎(chǔ)上，針對(duì)其中推動(dòng)塊進(jìn)一步改進(jìn)的舉例。在本例中，推動(dòng)塊7 為僅有一側(cè)推動(dòng)斜面的楔塊，其另一面為豎直平面。在下模板13上(通過螺釘21)安裝有通過該豎直平面來對(duì)該推動(dòng)塊7導(dǎo)向、并阻止該推動(dòng)塊7側(cè)傾的擋板11。顯然，把推動(dòng)塊7改為僅有一側(cè)推動(dòng)斜面的楔塊后，可靠性得到進(jìn)一步。 實(shí)施例2(參考圖1、 7、 8、 9):本例是在總述部分或者實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，主要針對(duì)其中鎖模塊的進(jìn)一步改進(jìn)。在本例 中，鎖模塊由鎖?；瑝K12和通過螺釘24安裝在該鎖?；瑝K12上的帶有梯形齒槽的鎖模齒 25構(gòu)成。該鎖?；瑝K12的下部有燕尾部或者燕尾槽，它以滑動(dòng)配合的狀態(tài)安裝在位于下模 板13上部的燕尾槽121或者燕尾導(dǎo)軌上(圖1與圖8中所繪制的僅是，鎖模滑塊12的下部 有燕尾部和下模板13上部的燕尾槽121)。顯然，把鎖模塊改成由鎖模滑塊12和鎖模齒25組成的兩部分的結(jié)構(gòu)后，更加方便零件 的制造、調(diào)試，也有利于磨損后零件的更換。實(shí)施例3(參考圖3、 4):本例是在總述部分實(shí)施例1、實(shí)施例2或者實(shí)施例3的基礎(chǔ)上，針對(duì)其中上下凹模(8、 23)成型腔的設(shè)計(jì)舉例。在本例中，在上下凹模(8、 23)成型腔的分型面處對(duì)應(yīng)于傘齒輪外周 邊沿的部分，有容納多余坯料的尖角區(qū)32或者飛邊槽區(qū)32'。由于本實(shí)用新型在鍛造時(shí)沒 有注塑模那樣的注入口，而是完全封閉了的。因此，為了確保成型質(zhì)量，特別設(shè)計(jì)了本例的 尖角區(qū)32或者飛邊槽區(qū)32'，以容納稍微多一點(diǎn)的多余坯料。顯然，該尖角區(qū)32或者飛邊 槽區(qū)32'比開式模鍛的飛邊槽區(qū)的容積小得多。在根據(jù)其他條件和要求，具體設(shè)計(jì)本實(shí)用新型的模具時(shí)，所有彈簧的彈力均應(yīng)當(dāng)、也能 夠通過經(jīng)驗(yàn)、常規(guī)的計(jì)算和/或試驗(yàn)取得，其中的閉模彈簧4應(yīng)當(dāng)盡可能地選用彈力大一些 的。上下凹模套(26、 IO)最好是設(shè)計(jì)成如圖10、 11和12那樣的矩形(圖10的俯視圖與圖 12的相似，故省略)。經(jīng)過機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真分析，所述梯形齒槽側(cè)面的斜度在22° 24°較好，23° 2'的斜度 最佳。在最佳角度的情況下，不但結(jié)構(gòu)緊湊而不干涉，并且鎖模力的大小和脫離的輕便程度均取得了和諧一致。
權(quán)利要求1、一種在單動(dòng)壓力機(jī)中應(yīng)用的精鍛傘齒輪的模具，該模具由上模組件和下模組件兩部分組成；其中上模組件包括上凹模(8)、穿過該上凹模(8)的上凸模(6)、連接上凹模(8)并把上凸模(6)與上模板(1)固定在一起的凸模固定板(2)，下模組件包括下凹模(23)、穿過該下凹模(23)的頂出套筒(16)和穿過該頂出套筒(16)的下凸模(17)、連接該下凹模(23)而其本身又固定在下模板(13)上的下模支撐塊(20)，其特征在于，把所述上凹模(8)連接在凸模固定板(2)的，是緊套在該上凹模(8)外的上凹模套(26)和固定在該上凹模套(26)上部且被上凸模(6)的直桿段穿過的上模固定板(28)，在該上模固定板(28)和上模板(1)之間安裝有穿過了上模固定板(28)的閉模彈簧(4)，在該上模固定板(28)的兩端部分，對(duì)稱地安裝有兩個(gè)導(dǎo)套(31)，在上模板(1)的下部安裝有其導(dǎo)向桿部分分別穿過兩個(gè)導(dǎo)套(31)、且兩者間呈滑動(dòng)配合的兩根拉桿(30)，該拉桿(30)的下端有作用在該上模固定板(28)下端面上的防脫帽；把下凹模(23)連接在下模支撐塊(20)上的是緊套在該下凹模(23)之外的下凹模套(10)；該上凹模套(26)和下凹模套(10)各有一對(duì)相互平行的豎直側(cè)面，兩者對(duì)應(yīng)的豎直側(cè)面處于共面狀態(tài)、且均開出了垂直于該模具軸線的若干條梯形齒槽；兩邊梯形齒槽相對(duì)一側(cè)各有一個(gè)能夠在垂直于所述豎直平面方向上移動(dòng)的鎖模塊，各鎖模塊上帶有在上下凹模套(26、10)閉合后能緊夾在該上下兩部分梯形齒槽的齒側(cè)面的梯形齒槽；各鎖模塊下端與所述下模支撐塊(20)相對(duì)的側(cè)面之間安裝有能把該鎖模塊頂離開上下凹模套(26、10)的一個(gè)復(fù)位彈簧(14)；各鎖模塊背向其上的梯形齒槽一側(cè)的上部有一個(gè)斜面，所述上模板(1)的下部固定安裝有與各鎖模塊對(duì)應(yīng)的兩個(gè)推動(dòng)塊(7)，各推動(dòng)塊(7)的下端有與對(duì)應(yīng)的鎖模塊上部斜面相互作用、以推動(dòng)該鎖模塊移向上下凹模套(26、10)的推動(dòng)斜面。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在單動(dòng)壓力機(jī)中應(yīng)用的精鍛傘齒輪的模具，其特征在于，所 述推動(dòng)塊(7)為僅有一側(cè)推動(dòng)斜面的楔塊，其另一面為豎直平面；所述下模板(13)上安裝有 通過該豎直平面來對(duì)該推動(dòng)塊(7)導(dǎo)向、并阻止該推動(dòng)塊(7)側(cè)傾的擋板(11)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的在單動(dòng)壓力機(jī)中應(yīng)用的精鍛傘齒輪的模具，其特征在于， 所述鎖模塊由鎖模滑塊(12)和安裝在該鎖?；瑝K(12)上的帶有所述梯形齒槽的鎖模齒(25) 構(gòu)成；該鎖?；瑝K(12)的下部有燕尾部或者燕尾槽，它以滑動(dòng)配合的狀態(tài)安裝在位于所述下模板(13)上部的燕尾槽(121)或者燕尾導(dǎo)軌上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的在單動(dòng)壓力機(jī)中應(yīng)用的精鍛傘齒輪的模具，其特征在于， 在所述上下凹模(8、 23)成型腔的分型面處對(duì)應(yīng)于傘齒輪外周邊沿的部分，有容納多余坯料 的尖角區(qū)(32)或者飛邊槽區(qū)(32')。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的在單動(dòng)壓力機(jī)中應(yīng)用的精鍛傘齒輪的模具，其特征在于，在 所述上下凹模(8、 23)成型腔的分型面處對(duì)應(yīng)于傘齒輪外周邊沿的部分，有容納多余坯料的 尖角區(qū)(32)或者飛邊槽區(qū)(32')。
專利摘要一種在單動(dòng)壓力機(jī)中應(yīng)用的精鍛傘齒輪的模具。除與現(xiàn)有技術(shù)相同的方面外，本模具的上凹模通過閉模彈簧和剛性鎖模力的共同作用而能與下凹模完全閉合。其中，上凹模和下凹模是通過其對(duì)稱面帶有梯形齒槽的上下凹模套來分別安裝在上下模組件中的，兩邊梯形齒槽相對(duì)一側(cè)各有一個(gè)在垂直于所述豎直平面方向上移動(dòng)的且分別帶有與兩邊梯形齒槽嚙合的梯形齒槽的鎖模塊——共同構(gòu)成剛性鎖模機(jī)構(gòu)。應(yīng)用本實(shí)用新型的單動(dòng)壓力機(jī)能達(dá)到雙動(dòng)壓力機(jī)的成形效果，即能夠傘齒輪進(jìn)行精鍛。鍛件表面質(zhì)量好，機(jī)械加工余量小，尺寸精度高，鍛件形狀與成品零件形狀接近，金屬纖維分布更加合理。對(duì)大多數(shù)中小企業(yè)來講，不但能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量，而且節(jié)約了設(shè)備成本。
文檔編號(hào)B21K1/30GK201102054SQ20072018782
公開日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2007年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月24日
發(fā)明者杰 周, 權(quán)國政 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)