专利名称：锌基合金蜗轮精密成形方法及专用模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械零件的加工，特指一种锌基合金蜗轮的精密成形方法及专用模具，即仅需要少量后续加工的精化锌基合金毛坯的成形方法。
背景技术：
蜗轮是在机械行业中大量应用的耐磨件。锌基合金以其优良的使用性能取代价格昂贵的铜合金已成必然趋势。目前，国内的锌基合金蜗轮通常是采用铸造毛坯来加工，由于受到铸造结晶条件的限制，不但毛坯的切削余量大，而且内部的缺陷也较难消除。特别是大尺寸的锌基合金蜗轮，底缩、疏松与二次氧化夹杂等铸造缺陷的产生往往是造成蜗轮在服役条件下早期报废的原因。
液态模锻是一种新型的金属成形新型工艺方法，其借助了金属铸造的流动性与锻造的塑变性，迫使液态金属在一定的压力下结晶并发生足量塑变，使得毛坯内在与外观质量与铸造相比均发生显著的变化。
目前国内齿类零件的精密成形技术仅局限在直齿和伞齿类零件，由于蜗轮零件齿部的外形为螺旋状，且带有凹挡，致使零件通过压力加工的方法成形后，出模的问题难以解决。
发明内容
为了克服上述困难，本发明提供一种锌基合金蜗轮的精密成形方法及专用模具，不但解决蜗轮的齿部成形的问题，而且还解决了从模具中顺利取出工件的问题。
本发明解决上述技术问题所采用的方案是锌基合金蜗轮的精密成形方法为1.驱动齿形镶块向模具中心移动，并将其收拢直至相互闭合；2.将熔炼后液态的锌基合金浇入经过预热的齿形镶块镶拼而成的模腔内；3.对液态金属加压并保压一定时间后，使其充满模腔并凝固；
4.齿形镶块向后退移，使齿形镶块与成形工件脱离接触；；5.将成形后的工件顶出模腔。
专用模具的特征是设置齿形镶块，放置于固定在下模板上呈T形槽的滑槽支块内，被加工蜗轮放置于与蜗轮齿数相同的齿形镶块围成的模腔中，蜗轮的下端由顶杆依次贯穿下模板、垫块、凹模底板经顶件器固定，上端由上冲头经贯穿其中的销轴固定，齿形镶块由带斜楔的锥套向心固定，锥套经油缸固定在下模板上，压紧螺钉经支撑架压紧齿形镶块，压紧螺钉上套设压缩弹簧提供齿形镶块的回程力。
本发明，首先在成形方法上采用锌基合金的液态模锻工艺，借助液态金属的流动性，使蜗轮的齿部成形饱满。在加压模锻的过程中，消除缩孔、疏松、粗大枝晶等缺陷，提高工件的内在质量。其次，在成形工装上采用组合模具，按齿数组成镶拼结构，镶块可以实现一定量的水平位移，达到使成形后的工件顺利从模具中取出的目的。
本发明的有益效果是可以实现锌基合金蜗轮零件的精密成形，既保证蜗轮齿部形状与尺寸的精度，又能获得组织致密、内在质量优异的锌基合金蜗轮锻坯。与铸造相比，材料可节省30％以上，加工工时为铸造毛坯的1/3-1/5，批量生产效率可提高3-5倍。节省能源，后续加工工时的消耗可大大减少，实现节能节材的目的。
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1为锌基合金蜗轮液态模锻成形模具示意图图中1、上冲头，2、销轴，3、蜗轮，4、凹模底板，5、齿形镶块，6锥套，7、油缸8、支撑架、9、压紧螺钉，10压缩弹簧，11、顶件器12、滑槽支块，13、下模板，14、垫块，15、顶杆具体实施方式
如图1所示，蜗轮3在由与齿数相同的齿形镶块5围成的模腔内成形，齿形镶块5可在由T形槽导向作用的滑槽支块12内作径向前后移动。向心位移量由油缸7驱动的锥套6确定，当齿形镶5块斜面在锥套6的斜楔的作用下向中心移动完全闭合后，即为其极限位置(成形位置)。齿形镶块5与凹模底板4为间隙配合，以避免液态金属在压力的作用下溢入，从而形成飞刺。齿形镶块5的回程力由压缩弹簧10提供，蜗轮3的锻坯顶出力由油压机顶出缸提供，经顶杆15、顶件器11作用在蜗轮3的锻坯上。蜗轮3的下端由顶杆15依次贯穿下模板13、垫块14、凹模底板4经顶件器11固定，上端由上冲头1经贯穿其中的销轴2固定，锥套6经油缸固定在下模板13上，压紧螺钉9经支撑架8压紧齿形镶块5。
锌基合金蜗轮锻坯的成形操作过程如下1、启动油缸7，锥套6下行，其上斜楔与齿形镶块5斜面接触，驱动齿形镶块向模具中心移动，并将其收拢直至相互闭合；2、将熔炼后液态的锌基合金浇入经过预热的模腔内；3、启动油压机，上冲头1对液态金属加压并保压一定时间后，使其充满模腔并凝固；4、上冲头1回程，启动油缸，驱动锥套6上行至与齿形镶块5脱离接触，齿形镶块5在压缩弹簧10的作用下向后退移，使齿形镶块5与成形工件脱离接触；；5、油压机下顶出缸上行，通过顶杆15、顶件器11将成形后的工件顶出模腔。
权利要求
1.锌基合金蜗轮的精密成形方法，其特征是a.驱动齿形镶块向模具中心移动，并将其收拢直至相互闭合；b.将熔炼后液态的锌基合金浇入经过预热的齿形镶块镶拼而成的模腔内；c.对液态金属加压并保压一定时间后，使其充满模腔并凝固；d.齿形镶块向后退移，使齿形镶块与成形工件脱离接触；e..将成形后的工件顶出模腔。
2.实现权利要求1所述的锌基合金蜗轮的精密成形方法的专用模具，其特征是设置齿形镶块(5)，放置于固定在下模板(13)上呈T形槽的滑槽支块(12)内，被加工蜗轮放置于与蜗轮齿数相同的齿形镶块(5)围成的模腔中，蜗轮(5)的下端由顶杆(15)依次贯穿下模板(13)、垫块(14)、凹模底板(4)经顶件器(11)固定，上端由上冲头(1)经贯穿其中的销轴(2)固定，齿形镶块(5)由带斜楔的锥套(6)向心固定，锥套(6)经油缸固定在下模板(13)上，压紧螺钉(9)经支撑架(8)压紧齿形镶块(5)，压紧螺钉(9)上套设压缩弹簧(10)提供齿形镶块(5)的回程力。
全文摘要
本发明提供一种锌基合金蜗轮的精密成形方法及专用模具，不但解决蜗轮的齿部成形的问题，而且还解决了从模具中顺利取出工件的问题。其成形方法上采用锌基合金的液态模锻工艺，借助液态金属的流动性，使蜗轮的齿部成形饱满。其次，在成形工装上采用组合模具，按齿数组成镶拼结构，镶块可以实现一定量的水平位移，达到使成形后的工件顺利从模具中取出的目的。其既保证蜗轮齿部形状与尺寸的精度，又能获得组织致密、内在质量优异的锌基合金蜗轮锻坯，并节省能源，使后续加工工时的消耗可大大减少，实现了节能节材的目的。
文档编号B22D18/00GK1583321SQ20041004496
公开日2005年2月23日 申请日期2004年6月7日 优先权日2004年6月7日
发明者刘忠德 申请人:江苏大学