[发明专利]一种用于斜齿圆柱齿轮的旋转精冲模具及精冲方法

说明书

技术领域

本发明属于精冲成形的技术领域，尤其涉及一种用于斜齿圆柱齿轮的旋转精冲模具及精冲方法。

背景技术

斜齿圆柱齿轮作为一种传动零件，具有传动平稳，噪声小等优点，被广泛运用于机械，电子，航空航天和汽车工业等领域。采用旋转精冲的方法加工斜齿圆柱齿轮，既能克服机械切削加工时，材料利用率低，成本高等缺点，也能解决其精锻成形时材料流动性差，充填困难，精度较差等问题。旋转精冲斜齿圆柱齿轮是通过V形压边圈施加压边力，反顶凸模施加反顶力，凸模施加主冲裁力使得坯料在三向压应力(静水压应力)的作用下发生剪切塑性变形的过程。在整个精冲过程中，模具的运动形式为：V形压边圈以压边力压紧坯料，凸模随之旋转向下冲裁，与此同时反顶凸模在凹模型腔内施加反顶力，并以与凸模同样的旋转速度向下旋转，直到坯料完成成形过程。在精冲过程中，由于材料进入凹模型腔时发生旋转，随着这种复杂的变形逐渐进行，发生剪切塑性变形区域的受力状态会过早地从三向压应力的受力状态转变成拉应力的受力状态，使得该区域的裂纹提前产生并扩展，最后造成精冲件的撕裂带过大，影响精冲件质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种用于斜齿圆柱齿轮的旋转精冲模具及精冲方法，改善精冲过程中静水压应力，提高精冲件质量。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于斜齿圆柱齿轮的旋转精冲模具，包括凸模、凹模和反顶杆，所述凸、凹模上下中心对正设置，所述反顶杆与凹模相配置，其特征在于，还包括压板，所述压板与所述凹模顶部设有的压板槽相配置，压板槽底面上设有内凹的坯料槽，压板底部设有内凹的压紧槽，所述压紧槽与所述坯料槽的轮廓线均与坯料的轮廓线一致，压紧槽底面上沿周向设有环形的凸圈，所述凸圈的截面为三角形。

按上述方案，所述压板对应于所述压紧槽的位置上均匀间隔设有数个贯通的顶料孔，所述顶料孔与顶料杆相配置，顶料杆可沿顶料孔上下滑动。

按上述方案，所述坯料槽与坯料间隙配合安设。

一种斜齿圆柱齿轮的旋转精冲方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)模具安装，首先将坯料置于凹模顶部的坯料槽内间隙配合定位，再将压板置于压板槽内，坯料上部置于压紧槽内，然后将凸模相对凹模上下中心对正设置；

S2)坯料镦粗，压板下行压住坯料，并在压边力的作用下，将坯料镦粗，镦粗量根据坯料的形状与尺寸确定，镦粗后的坯料紧压压板，利用压紧槽槽壁的反作用力给镦粗后的坯料施加径向力，压板上的凸圈压入坯料；

S3)旋转精冲，保持压板的压边力，反顶杆以反顶力压紧镦粗后的坯料，凸模在冲裁力的作用下将镦粗后的坯料冲进凹模，直至斜齿圆柱齿轮成形完成；

S4)废料顶出，开模后，将顶料杆沿顶料孔下滑将废料顶出，完成整个精冲过程。

按上述方案，所述步骤S2)中镦粗后压板的底面与压板槽的底面存在间隙。

本发明的有益效果是：提供一种用于斜齿圆柱齿轮的旋转精冲模具及精冲方法，通过压板镦粗坯料，当坯料在压边力的作用下发生径向流动时，压紧槽的槽壁阻碍其径向流动，由于此时坯料紧压压紧槽的槽壁，故槽壁以反作用力对坯料施加径向力，增强了普通旋转精冲斜齿圆柱齿轮成形过程中的三向压应力，从而改善精冲过程中静水压应力的分布状态，有效控制了精冲过程中发生剪切塑性变形区域的拉应力过早出现，从而抑制裂纹提前产生并扩展，减小甚至消除精冲件的撕裂带，提高精冲件质量。

附图说明

图1为本发明一个实施例的旋转精冲模具的装配示意图；

其中：1-凸模；2-压板；3-凹模；4-反顶杆；5-坯料；6-压板槽；7-坯料槽；8-压紧槽；9-凸圈；10-顶料杆。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

如图1所示，一种用于斜齿圆柱齿轮的旋转精冲模具，包括凸模1、凹模3和反顶杆4，凸、凹模上下中心对正设置，反顶杆与凹模相配置，还包括压板2，压板与凹模顶部设有的压板槽6相配置，压板槽底面上设有内凹的坯料槽7，坯料槽与坯料间隙配合安设，压板底部设有内凹的压紧槽8，压紧槽与坯料槽的轮廓线均与坯料5的轮廓线一致，压紧槽底面上沿周向设有环形的凸圈9，凸圈的截面为三角形。

压板对应于压紧槽的位置上均匀间隔设有数个贯通的顶料孔，顶料孔与顶料杆10相配置，顶料杆可沿顶料孔上下滑动。

采用上述旋转精冲模具进行斜齿圆柱齿轮的旋转精冲包括如下步骤：