专利名称：一种齿轮轴冷挤压模具的制作方法
技术领域：
本发明属于合金材料挤压成形技术领域，具体涉及ー种齿轮轴冷挤压模具。
背景技术：
汽车エ业作业国民经济的支柱产业，发展极其迅速，如何限制能源用量，提高能源利用率，減少废气排放量，对保护生态环境和人们的生活环境尤为重要。目前，人们已能对铅、锡，铝、铜、锌及其合金、低碳钢、中碳钢、工具钢、低合金钢与不锈钢等金属进行制造零件，根据材料性质及零件的复杂程度出现的有高压、低压、重力、翻砂、熔模、陶瓷鋳造、车肖IJ、钻削、铣削、磨加工等，甚至对轴承钢、高碳高铝合金工具钢、高速钢只能采用、车削、钻肖IJ、铣削、磨加工、热锻法，其加工量大加工时间过长，造成生产成本大，生产效率低下，由于其材料性质具体的零件只能选择单一的鋳造法，且模具、机台设备投入较大，表面处理及热处理等各后道エ序增加，无形中増加了生产成本。
发明内容本实用新型的目的是提供ー种齿轮轴冷挤压模具，毛坯和制件能安全自动地进料与出件，可以批量高效生产，減少模具投入成本，減少后道加工エ序。本发明是通过以下技术方案来实现的—种齿轮轴冷挤压模具，该模具包括上模座I、凸模5、下模座11、内层凹模8、中加强圈9、外加强圈17 ;其特征在于凸模5与内层凹模8之间组成模腔，凸模5设置在上模座I内，上模座I上设置有模柄3，凸模5通过上垫板4、固定圈2、螺丝连接在上模座I上，在上模座I四角还设置有导套6与导柱12做滑动配合；所述的下模座11上设置有内层凹模8和齿形镶块凹模16，内层凹模8和齿形镶块凹模16与中加强圈9过盈配合，在内层凹模8的下方还设置有顶出杆座套15，顶出杆座套15中设置有顶杆10，内层凹模8通过螺丝18与垫块19连接设置在外加强圈17上，在下模座11下方还设置有顶板13，所述的顶板13中部设置有ー个孔，在孔上设置有顶杆14。上述所述的凸模5由材质为2Crl2MoV制成，其热处理后硬度达到60—64HRC。上述所述的内层凹模8采用三层组合凹模方式，由模芯和两层预应カ圈组合而成，预应カ圈之间径向过盈装配斜角0. 5度，单位承受压カ1400—2500MPa，上述所述的中加强圈9由材质为40Cr制成，其热处理后硬度达到45—47HRC。上述所述的外加强圈17内部中空，四角设置有导柱孔。上述所述的顶板13四角部位设置有导柱孔。本发明的有益效果采用上述结构后，本实用新型的冷挤压模具结构设计简单，所使用的专用机台为液压机，挤压零件尺寸准确表面光洁，节约原材料，生产率高，可加工形状复杂的零件，冷挤压件强度高、刚性好而重量轻，エ序的更换直接更换上凸模5与内层凹模8，模具更换及维护快速方便，从而减少了特种设备的投入，优化了生产エ序，降低了生产エ装成本，制件エ艺简单，生产效率大大提高，并且实现了少废料加工，节约了原材料，制件质量也得到了明显改进。
图I为本实用新型零件毛坯示意图。图2为本实用新型凹模结构示意图。 图3为本实用新型整体模具结构示意图。图中，上模座I、固定圈2、模柄3、上垫板4、凸模5、导套6、调节螺母7、内层凹模
8、中加强圈9、顶出杆10、下模座11、导柱12、顶板13、顶杆14、顶出杆座套15、齿形镶块凹模16、外加强圈17、螺丝18、垫块19。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进ー步描述—种齿轮轴冷挤压模具，该模具包括上模座I、凸模5、下模座11、内层凹模8、中加强圈9、外加强圈17 ;凸模5与内层凹模8之间组成模腔，凸模5设置在上模座I内，上模座I上设置有模柄3，凸模5通过上垫板4、固定圈2、螺丝连接在上模座I上，所述的凸模5由材质为2Crl2MoV制成，其热处理后硬度达到60—64HRC，在上模座I四角还设置有导套6与导柱12做滑动配合，所述的下模座11上设置有内层凹模8和齿形镶块凹模16，内层凹模8和齿形镶块凹模16与中加强圈9过盈配合，所述的中加强圈9由材质为40Cr制成，其热处理后硬度达到45-47HRC。在内层凹模8的下方还设置有顶出杆座套15，所述的内层凹模8采用三层组合凹模方式，由模芯和两层预应カ圈组合而成，预应カ圈之间径向过盈装配斜角0. 5度，单位承受压カ1400—2500MPa，顶出杆座套15中设置有顶杆10，内层凹模8通过螺丝18与垫块19连接设置在外加强圈17上，所述的外加强圈17内部中空，四角设置有导柱孔，在下模座11下方还设置有顶板13，所述的顶板13中部设置有ー个孔，在孔上设置有顶杆14。冷挤压的加工方法是利用金属材料塑性变形的原理，在室温的条件下，将冷金属毛坯放入装在压カ机上的模具型腔内，在強大的压カ和一定的速度作用下，迫使毛坯产生塑性流动，通过凸模与凹模的间隙或凹模的出口，挤出空心或断面比毛坯小的实心零件，可获得所需一定形状及尺寸，还具有较高力学性能挤压件的エ艺技木。为了提高凹模的强度其凹模采用横向或纵向剖分结构，防止纵向裂纹产生，利用过盈配合，用一个或两个预应力圈将凹模紧套起来而制成的多层凹模结构，由于组合凹模中的内凹模与预应カ圈采用过盈配合，压入后两者的接触面产生接触预应カ。因此，组合凹模挤压时，内凹模所产生的切向拉应カ就被抵消而减小，而预应力圈上所产生的切向拉应力被叠加而増加。这样，内凹模与预应カ圈的切向应カ趋于相同。如果组合凹模预应カ圈的尺寸选择得适当，过盈量也足够大，甚至可以使内凹模得内壁在挤压时完全没有切向拉应力，由于单位挤压カ较大，本次设计的两套模具均采用三层预应组合凹摸。工作时把经过退火、表面处理后的金属毛坯先放在冷挤压模腔中，在室温下，通过压カ机上固定的凸模向毛坯施加压力，使金属毛坯产生塑性变形而制得零件，其冷挤压技术的优点是1、挤压零件尺寸准确表面光洁目前我国研制的冷挤压件一般尺寸精度可达8 9级，若采用理想的润滑可达(指纯铝和紫铜零件)，仅次于精抛光表面。因此用冷挤压方法制造的零件，一般不需要再加工，少量的只需精加工(磨削)。2、节约原材料冷挤压件材料利用率通常可以达到80%以上，可以节约大量钢材和有色金属材料。3、生产率高用冷挤压方法生产机械零件的效率是非常高的，特别是生产批量大的零件，用冷挤压方法生产可比切削加工提高几倍、几十倍、甚至几百倍。一台冷挤压自动机的生产率相当于100台普通车床或10台四轴自动车床的生产率。4、可加工形状复杂的零件如异形截面、内齿、异形孔及盲孔等，这些零件采用其它加工法难以完成，用冷挤压加工却十分方便，所示的零件，能方便的挤出。5、冷挤压件強度高、刚性好而重量轻由于冷挤压采用金属材料冷变形的冷作強化特性，即挤压过程中金属毛坯处于三向压应カ状态，变形后材料组织致密、且具有连续的纤维流向，因而制件的強度有较大提高，这样就可用低強度材料代替高強度材料，冷挤压法高于切削加工法制造。[0022]由于エ序设置的不同，从而需要不间断的更换模具，凸模5需要更换时，将上模板I上螺丝拆卸掉固定圈2就可拆下更换凸模5，内层凹模8需要更换时，将螺丝18的垫块19拆卸掉就可更换内层凹模8，模具设计及更换简单，更换及维护快速方便。
权利要求1.ー种齿轮轴冷挤压模具,该模具包括上模座(I)、凸模(5)、下模座(11)、内层凹模(8)、中加强圈(9)、外加强圈(17);其特征在于凸模(5)与内层凹模⑶之间组成模腔，凸模(5)设置在上模座(I)内，上模座(I)上设置有模柄(3)，凸模(5)通过上垫板(4)、固定圈(2)、螺丝连接在上模座(I)上，在上模座(I)四角还设置有导套(6)与导柱(12)做滑动配合；所述的下模座(11)上设置有内层凹模(8)和齿形镶块凹模(16)，内层凹模(8)和齿形镶块凹模(16)与中加强圈(9)过盈配合，在内层凹模(8)的下方还设置有顶出杆座套(15)，顶出杆座套(15)中设置有顶杆(10)，内层凹模⑶通过螺丝(18)与垫块(19)连接设置在外加强圈(17)上，在下模座(11)下方还设置有顶板(13)，所述的顶板(13)中部设置有ー个孔，在孔上设置有顶杆(14)。
2.根据权利要求I所述的ー种齿轮轴冷挤压模具，其特征是所述的凸模(5)由材质为2Crl2MoV制成，其热处理后硬度达到60—64HRC。
3.根据权利要求I所述的ー种齿轮轴冷挤压模具，其特征是所述的内层凹模(8)采用三层组合凹模方式，由模芯和两层预应カ圈组合而成，预应カ圈之间径向过盈装配斜角0.5度，单位承受压カ1400—2500MPa，
4.根据权利要求I所述的ー种齿轮轴冷挤压模具，其特征是所述的中加强圈(9)由材质为40Cr制成，其热处理后硬度达到45—47HRC。
5.根据权利要求I所述的ー种齿轮轴冷挤压模具，其特征是所述的外加强圈(17)内部中空，四角设置有导柱孔。
6.根据权利要求I所述的ー种齿轮轴冷挤压模具，其特征是所述的顶板(13)四角部位设置有导柱孔。
专利摘要一种齿轮轴冷挤压模具，属于合金材料挤压成形技术领域，目的是提供一种齿轮轴冷挤压模具，毛坯和制件能安全自动地进料与出件，由凸模(5)与内层凹模(8)之间组成模腔，凸模(5)设置在上模座(1)内，凸模(5)通过上垫板(4)、固定圈(2)、螺丝连接在上模座(1)上，所述的下模座(11)上设置有内层凹模(8)和齿形镶块凹模(16)，内层凹模(8)和齿形镶块凹模(16)与中加强圈(9)过盈配合，内层凹模(8)通过螺丝(18)与垫块(19)连接设置在外加强圈(17)上，在下模座(11)下方还设置有顶板(13)，降低了生产成本，生产效率大大提高，并且实现了少废料加工，节约了原材料，制件质量也得到了明显改进。
文档编号B21C25/02GK202655371SQ20122010950
公开日2013年1月9日 申请日期2012年3月22日 优先权日2012年3月22日
发明者张志平 申请人:张志平