本發(fā)明涉及一種鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具體地講，本發(fā)明涉及一種用于冷擠壓齒輪的鍛模，特別是一種用于汽車結(jié)合齒輪小齒圈成形的徑向楔壓模。

背景技術(shù)：

汽車變速箱中配置的結(jié)合齒輪是一種結(jié)構(gòu)特別緊湊的聯(lián)體齒輪。結(jié)合齒輪配置兩只大小不等的齒圈，兩者之間軸向間距僅幾毫米，機(jī)加工小齒圈時(shí)因沒有足夠的退刀距離，用常規(guī)的切削方法不能實(shí)現(xiàn)加工，現(xiàn)有技術(shù)只能采用套合結(jié)構(gòu)加焊接成形工藝實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。此種焊接成形工藝生產(chǎn)的結(jié)合齒輪除制造精度不易達(dá)標(biāo)外，還存在焊接熱變形和殘留應(yīng)力問題，而且生產(chǎn)效率也十分低下。隨著現(xiàn)代制造業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和裝備更新，冷精鍛技術(shù)已在本行業(yè)得到工業(yè)化應(yīng)用。冷精鍛技術(shù)是一項(xiàng)借助模具擠壓使坯料產(chǎn)生塑性變形的技術(shù)，該技術(shù)應(yīng)用到結(jié)合齒輪生產(chǎn)十分合適，它可借助模具擠壓實(shí)現(xiàn)兩只齒圈同步成形加工，最重要的是經(jīng)冷擠壓成形的結(jié)合齒輪仍然保留金屬材料原有的流線，所以產(chǎn)出的產(chǎn)品強(qiáng)度比現(xiàn)有技術(shù)高，而且制造精度高和生產(chǎn)效率高。但是，結(jié)合齒輪的直徑僅有拾公分左右，配套的冷擠壓模體積也不大，內(nèi)置的齒模受結(jié)構(gòu)限制，橫截面積不可能預(yù)留過大，再加上冷擠壓模單位面積承載壓力較大，冷擠壓時(shí)齒模易產(chǎn)生應(yīng)力損壞。齒模是冷擠壓模的核心構(gòu)件，一旦齒模發(fā)生損壞，整個(gè)冷擠壓模就不能用于生產(chǎn)，其經(jīng)濟(jì)損失很大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要針對現(xiàn)有技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)結(jié)合齒輪小齒圈齒部切削成形的問題，提出一種應(yīng)用冷精鍛成形技術(shù)的結(jié)合齒輪小齒圈徑向楔壓模，該模通過楔壓結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)徑向施力擠壓，齒模受力合理，小齒圈成形準(zhǔn)確、質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)技術(shù)目標(biāo)。

結(jié)合齒輪小齒圈徑向楔壓模，它包括位于壓頭、齒坯之下的齒模、外套、內(nèi)套、環(huán)板、彈簧、模底座、彈性圈和芯座。所述模底座平置在工作臺上，朝上的凹孔中分別插裝由內(nèi)向外依次同軸套合的芯座、齒模、內(nèi)套和外套，芯座和外套的底端面與模底座之間由豎置的彈簧支承，芯座、齒模、內(nèi)套和外套均設(shè)有徑向外凸臺肩。所述環(huán)板定位安裝在模底座朝上的相應(yīng)端面上，徑向錯(cuò)開相連的環(huán)板構(gòu)成相對應(yīng)的芯座、內(nèi)套和外套上行限制。所述芯座上端面定位安裝的環(huán)板直接限制齒模上行。其改進(jìn)之處在于：所述內(nèi)套的內(nèi)孔上口部為喇叭口朝上的錐孔，外套上部外臺肩為小端朝上的錐軸段，內(nèi)套外壁與外套內(nèi)孔間隙配合組成背靠齒坯的徑向支承結(jié)構(gòu)。所述齒模上端外壁是與內(nèi)套內(nèi)孔上口部錐孔配合的錐軸，齒模與內(nèi)套配合組成在相對軸向位移過程中伴隨徑向位移的徑向楔壓結(jié)構(gòu)。所述芯座與齒模套合段之間至少按小齒圈齒高預(yù)留徑向間隙，芯座外壁設(shè)有環(huán)形凹槽嵌裝彈性圈，外露的彈性圈介于芯座與齒模之間組成彈性脹緊結(jié)構(gòu)。

作為進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述芯座與齒模套合段之間預(yù)留間隙2～6mm。

作為進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述齒模與內(nèi)套的錐度配合，其錐度角5°～15°。

作為進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述彈性圈橫截面為圓形，材質(zhì)為橡膠。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下積極效果：

1、齒模與內(nèi)套錐度配合直接構(gòu)成徑向楔壓結(jié)構(gòu)，各只齒模向內(nèi)同步、等量擠壓，冷擠壓的小齒圈齒部成形準(zhǔn)確；

2、齒模背靠相套合內(nèi)套和外套，顯著增加齒模的抗彎強(qiáng)度，有利于提高齒模的使用壽命；

3、結(jié)合齒小齒圈一次性冷擠壓成形，質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)剖面示意圖，該圖展示齒坯處在終鍛階段。

圖2是圖1另一個(gè)工作狀態(tài)，即齒坯擠壓成形后壓頭上升后的狀態(tài)。

圖3是芯座的立體圖。

圖4是內(nèi)套的立體示意圖。

圖5是齒模的立體圖。

具體實(shí)施方式

下面根據(jù)附圖并結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1和圖2所示的結(jié)合齒輪小齒圈徑向楔壓模，它包括位于壓頭a、齒坯b之下的齒模1、外套2、內(nèi)套3、環(huán)板4、彈簧5、模底座6、彈性圈7和芯座8。所述模底座6是冷擠壓模的主體構(gòu)件，以此為基礎(chǔ)組合而成。模底座6直接平置在壓機(jī)工作臺上，朝上的凹孔中分別插裝由內(nèi)向外同軸套合的芯座8、齒模1、內(nèi)套3和外套2。所述芯座8如圖3所示，它和外套2的底端面與模底座6之間由豎置的彈簧5彈性支承，在許可范圍內(nèi)可上下軸向運(yùn)動(dòng)。為了限制各件之間的軸向運(yùn)動(dòng)，芯座8、齒模1、內(nèi)套3和外套2均設(shè)有徑向外凸臺肩，利用模底座6朝上對應(yīng)的端面定位安裝的環(huán)板4，每只環(huán)板4都徑向錯(cuò)開構(gòu)成對相對應(yīng)的芯座8、內(nèi)套3和外套2上行限制結(jié)構(gòu)。在芯座8上端面定位安裝的環(huán)板4直接限制齒模1上行。本發(fā)明為了達(dá)到結(jié)合齒輪的小齒圈一次性完成徑向冷擠壓成形的目的，特將如圖4所示內(nèi)套3的內(nèi)孔上口部設(shè)計(jì)成喇叭口朝上的錐孔，內(nèi)置的齒模1上端外壁是相配套的錐軸，本實(shí)施例中該段錐度角為8°的錐軸直接與內(nèi)套3內(nèi)孔上口部配合構(gòu)成一種楔壓結(jié)構(gòu)，此種徑向楔壓結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生相對軸向運(yùn)動(dòng)，便產(chǎn)生徑向擠壓或徑向回縮動(dòng)作。實(shí)施徑向擠壓時(shí)齒模1承受的壓力最大，而且徑向受力主要集中在齒模1的齒端部，易引發(fā)齒模1斷齒事故。由于受模具結(jié)構(gòu)空間的限制，齒模1的橫截面不可能預(yù)留很大，針對此問題本發(fā)明在齒模1原有橫截面的基礎(chǔ)上，采用一種既能強(qiáng)化齒模1，又不影響齒模1運(yùn)動(dòng)的徑向支承結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由內(nèi)套3外壁與外套2內(nèi)孔間隙配合，徑向擠壓時(shí)外套2上部外臺肩直接靠實(shí)齒坯b，由此形成齒模1的徑向支承，從而大大提高齒模1抗彎強(qiáng)度，可避免發(fā)生斷齒事故，有效增加齒模1的使用壽命。圖5所示的齒模1在實(shí)施徑向擠壓時(shí)伴有一定量的徑向位移，當(dāng)完工的齒坯b脫模后，必須確保齒模1及時(shí)準(zhǔn)確地返回到初始位置，本發(fā)明在芯座8與齒模1套合段之間至少按小齒圈齒高預(yù)留徑向間隙，本實(shí)施例小齒圈齒高為3.0mm，故預(yù)留徑向間隙也是3.0mm。另外，芯座8外壁設(shè)有環(huán)形凹槽嵌裝彈性圈7，本實(shí)施例配置的彈性圈7橫截面為圓形，材質(zhì)為橡膠。彈性圈7介于芯座8與齒模1之間組成彈性脹緊結(jié)構(gòu)，即徑向擠壓時(shí)彈性圈7受壓，齒坯b脫模時(shí)彈性圈7失去約束而回彈，助齒模1徑向外移與內(nèi)套3保持配合。

本發(fā)明實(shí)際使用時(shí)，待壓力機(jī)的壓頭a上升后再往模內(nèi)放入下一件待加工的齒坯b，下行的壓頭a直接施壓齒坯b，受壓的齒坯b壓實(shí)外圈2、齒模1、芯座8，下移的齒模1相對內(nèi)套3朝內(nèi)徑向運(yùn)動(dòng)，即齒模1的齒端實(shí)施對小齒圈徑向擠壓成形，擠壓完畢后壓頭a隨之上升，原受壓的外套2和芯座8在彈簧5的作用下升至初始位置，同時(shí)也推動(dòng)齒坯b上升，此時(shí)齒模1也在彈性圈7的反彈力作用下與內(nèi)套3配合。從模中取出已完成小齒圈冷擠壓成形的齒坯b，換裝另一只待加工的齒坯b，以此循環(huán)作業(yè)實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種結(jié)合齒輪小齒圈徑向楔壓模，它包括位于壓頭、齒坯之下的齒模、外套、內(nèi)套、環(huán)板、彈簧、模底座、彈性圈和芯座。所述內(nèi)套的內(nèi)孔上口部為喇叭口朝上的錐孔，外套上部外臺肩為小端在上的錐軸段，內(nèi)套外壁與外套內(nèi)孔間隙配合組成背靠齒坯的徑向支承結(jié)構(gòu)。所述齒模上端外壁是與內(nèi)套內(nèi)孔上口部錐孔配合的錐軸，齒模與內(nèi)套組成徑向楔壓結(jié)構(gòu)。所述芯座與齒模套合段之間至少按小齒圈齒高預(yù)留徑向間隙，芯座外壁設(shè)有環(huán)形凹槽嵌裝彈性圈，外露的彈性圈介于芯座與齒模之間組成彈性脹緊結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的齒模背靠相套合的內(nèi)套和外套，顯著增加齒模的抗彎強(qiáng)度，既有利于提高擠壓質(zhì)量和生產(chǎn)效率，也有利于提高齒模的使用壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：錢夏晨;劉亞琴;張艷偉;曹勁海;王述林;石小榮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇太平洋齒輪傳動(dòng)有限公司;江蘇太平洋精鍛科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2016.12.19
技術(shù)公布日：2017.11.10