[发明专利]圆柱直齿轮冷挤压模具

说明书

一、技术领域：

本发明属于一种大模数圆柱直齿轮加工技术领域的装置，具体涉及一次成形的圆柱直齿轮冷挤压模具。

二、背景技术：

圆柱直齿轮具有广泛的用途，可用于大功率的电动工具或是机械上的其他组件的传动机构，圆柱直齿轮主要用于重型汽车后桥的行星轮、太阳轮，带动转向器中齿条的方向移动，是重型汽车传动中必不可少的传动件。

圆柱直齿轮现有的加工方法主要为机械切削加工，按照传统的工艺生产，钻孔、粗车内孔、精车，再到齿形拉齿或是插齿，其中就齿形加工而言，平均每个齿形需要花上15-20分钟，内孔的加工除了钻孔以外还要进行扩孔等处理，所以加工一件产品的周期在40分钟左右，且耗材量大，浪费严重，所使用的刀具极易损坏，加工不稳定，而且复杂，工人的劳动强度高，由于切削加工会产生“齿形分度不均匀”等严重缺陷，同时切削加工会导致金属纤维被切断，以致加工出的圆柱直齿轮强度降低，使用寿命缩短。

经过对现有技术的检索后发现，近年来有人采用挤压锻造的方法生产圆柱直齿轮，B.A.Behrens，E.Doege等采用完全闭式模具热挤压锻造成形，见B.A.Behrens，E.Doegeet，Precisinion forging processes for high duty automotive components(高强度汽车零件生产中的精密锻造工艺)，Journal.of Materials Processing Technology Vol.185(2007)：139146；S.Y.Jung，M.C.Kang等模具中介绍将坯料挤压成直齿轮。上述方法均采用闭式模具锻造，锻造力大，模具寿命低。

在此之前有人也尝试过采用冷挤压的方式来实现齿轮加工例如在中国专利CN200510017621.1中提出通过挤压的方式来实现，即采用正向挤压成形工艺，但是未涉及孔和齿的同时加工成形。并且模具结构方面存在一定的不合理，模具寿命和产品精度不易保证，因此导致在实际生产中没有太大的的实际意义。

三、发明内容：

本发明针对现有技术中存在的不足，提供一种一次成形的圆柱直齿轮冷挤压模具。

本发明的工作原理是：利用金属材料塑性变形的原理，将所述的坯料和模具组件按照一定的顺序安装于模架中，在保证其同轴度和垂直度的条件下，将坯料放进导向套中，在上模座保持固定的情况下，上升液压机液压油缸，带动下模座缓慢向上移动，或者在下模座保持固定的情况下，下降液压机液压油缸，带动上模座缓慢向下移动，上压头缓慢的和坯料接触，并且施加更大的力，将坯料推向齿模中，此后上压头继续向坯料施加更大的力，使坯料发生塑性变形，从而以一次成形的方式完成压孔和压齿的动作，然后退回下模座或者上模座，通过顶杆将成形齿顶出模架，便完成一次压制动作，得到圆柱直齿轮半成品。

本发明具体是通过以下技术方案实现的：

一种圆柱直齿轮冷挤压模具，包括由下模座、上模座、导向柱构成的模架，其中：

上模座固定于导向柱上，下模座上开有与导向柱相配合的孔，导向柱穿过该孔后与下模座动配合；

或者下模座固定于导向柱上，上模座上开有与导向柱相配合的孔，导向柱穿过该孔后与上模座动配合；

其特征在于：

上模座下面通过螺栓固定有环形模腔，环形模腔中自上而下依次装有底垫，上压头固定套，上压头固定套中过盈配合有上压头，上压头固定套下面装有上压头锁紧环，上压头锁紧环通过螺钉固定在环形模腔上；

下模座上面通过螺栓固定有下模腔，下模腔中自下而上依次装有垫块，凹模圈，装于凹模圈中的下压头固定套，过盈配合于下压头固定套中的下压头，中间开有模腔的齿模，下凹模，下凹模中过盈配合有导向套，下凹模上面装有下垫圈，下垫圈通过螺栓固定在下模腔上；

上压头与下压头位于同一轴线上；

下压头上部位于齿模的模腔中；

下模座底部开有轴孔，垫块、下压头固定套上开有月牙孔，有一月牙形顶杆穿过下模座底部的轴孔，再穿过月牙孔后伸入齿模的模腔中。

优选地：底垫包括上底垫、上中垫、中垫固定环，且上中垫套装在中垫固定环中。

优选地：垫块包括凹模下垫块和凹模上垫块，且凹模上垫块装于凹模圈中。

优选地：在垫块与下模座之间装有下模腔固定环，下模腔固定环与下模腔过盈配合。

优选地：齿模由外层的齿模外套、中间的齿模中套和内层的硬质合金齿模构成。

优选地：上底垫和环形模腔过盈配合，中垫固定环和上中垫过盈配合。