专利名称：汽车变速器接合齿轮整体倒锥成形模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种齿轮精锻模具，具体地讲，本发明涉及一种汽车变速器接合齿轮 整体倒锥成形模具，该技术属于金属压力加工技术领域。
背景技术：
汽车行驶速度变换主要通过变速器接合齿轮与接合套连接实现传动，其中的接合 齿轮是关键零件，制造难度较大。接合齿轮的齿部形状对传动的可靠性影响很大，为了防 止汽车在行驶过程中脱档，通常将汽车变速器接合齿轮的齿部设计成具有自锁功能的倒锥 角，即接合齿轮的齿沿轴线方向外端齿宽大于内端齿宽。接合齿轮齿部传统的加工方法是 插削加工，尽管这种生产方式能够实现切削成形加工，但生产效率低下，产品精度差，耗用 材料多，而且切削加工造成坯料金属纤维组织被切断，显著降低接合齿轮的机械强度，产品 在使用过程中断齿时有发生。另外，插齿加工必须在结构中预留足够尺寸的退刀槽，接合齿 轮存在大尺寸的退刀槽必然增加轴向尺寸，这对尺寸受限的汽车变速器配套是不利的。当 代，制造接合齿轮的最先进技术是模锻成形，然后再用倒锥模在压力机作用下完成齿部倒 锥成形加工。现有技术的倒锥模实用可靠，能够实现接合齿轮齿部倒锥成形。但是，现有技 术的倒锥模结构很复杂，调模难度大，生产效率差，成形精度低，模具制作成本高，不适合大 批量生产使用。
发明内容
本发明主要针对现有技术的不足，提出一种结构简单、合理，调模容易，操作简便， 成形精度好，生产效率高的汽车变速器接合齿轮整体倒锥成形模具。本发明通过下述技术方案实现技术目标。汽车变速器接合齿轮整体倒锥成形模具，它由上模和下模两部分组成。所述上模 随压力机而动，上模包括封盖、上模套、内垫、上位弹簧和上模体。所述下模安装在压力机工 作台上，下模包括压板、导向套、齿模、定位销、模座、导向柱、隔板、定位套、垫片、下位弹簧 和顶杆。所述下模中的压板连同导向套与模座配合，并通过定位销定位和连接成一体。所 述定位套下设垫片安装在模座中部，由定位套支承的导向柱与模座连接成按需调整高度的 整体结构。其改进之处在于隔板为有孔法兰结构，隔板的外圆和内孔分别与模座内孔和定 位套外壁间隙配合，平置的隔板由下位弹簧和顶杆浮动支承。所述导向套内孔为上大下小 的正多边形棱柱形孔，正多边形边数与配套齿模的齿片数相等，每条棱柱的斜度相同。所述 齿模是一种组合结构模，它由等同工件齿数的齿片依次围绕导向柱的圆锥段外壁呈放射状 排列，齿片为一顺斜的等宽薄板件，外侧斜边与导向套内置棱柱斜度相同但方向相反，齿片 内边为圆弧斜边与导向柱的圆锥段配合，齿片内边上部设有朝内凸出的单只齿，该齿结构 参数同工件齿部相同，齿部上宽下窄。立置的齿模上端由压板限位，下端支承在位置浮动的 隔板上端面，构成齿模受上模下压时，沿导向套和导向柱组成的斜置轨道向下作可复位的 轴向和径向移动。
上述结构中导向套内孔中棱柱的斜度、齿片外边和内边及导向柱圆锥段的斜边均 为9° 12°，在此斜度条件下齿模滑动顺畅，既产生足够大的径向分力，又不会发生自锁现象。本发明与现有技术相比，具有以下积极效果
1、结构合理、简单，制作容易，安装方便；
2、开放式结构，工件装卸容易，定位准确；
3、齿模由隔板浮动支承，上模推动齿模沿导向套和导向柱组成的斜置轨道下行时，产 生的径向分力促成工件齿部倒锥成形，此结构实现工件所有齿一步成形，成形快捷，质量稳
定、可靠。
图1是本发明结构剖面示意图。图2是导向套和齿模配合时结构剖面示意图。图3是图2俯视图。图4是齿模中单一齿片结构示意图。图5是图4中的齿部放大示意图。
具体实施例方式下面根据附图并结合实施例，对本发明作进一步说明。图1所示的汽车变速器接合齿轮整体倒锥成形模具，它由上模和下模两部分组 成。位于上部的上模随压力机而动，上模包括封盖1、上模套2、内垫3、上位弹簧4和上模体 5。位于上模套2内腔的上模体5为弹性结构，上模体5的底端面对着工件17。下模包括压 板6、导向套7、齿模8、定位销9、模座10、导向柱11、隔板12、定位套13、垫片14、下位弹簧 15和顶杆16。导向套7与齿模8配合构成如附图2所示的下模主体结构，压板6连同导向 套7与模座10配合，并通过定位销9定位并连接成一体。定位套13下设垫片14安装在模 座10中部，由定位套13支承的导向柱11与模座10连接成按需调整高度的整体结构，改变 垫片14的厚度可调节齿模8齿部开口量大小，合适的齿部开口量既可做到工件17的齿部 能顺利装入齿模8的齿部中，又实现工件17齿部在齿模8的齿部中准确定位，工件17不会 发生转动，确保工件17齿部倒锥一次成形。隔板12为有孔法兰结构，隔板12的外圆和内 孔分别与模座10内孔和定位套13外壁间隙配合，平置的隔板12由下位弹簧15和顶杆16 浮动支承。导向套7内孔为上大下小的正多边形棱柱形孔，正多边形边数与配套齿模8的齿 片数相等，每条棱柱的斜度相同，其斜度为9° 12°，此斜度条件下齿模8滑动顺畅，既产生 足够大的径向分力，又不会发生自锁现象。本实施例为大众轿车变速器接合齿轮，其齿部齿 数为42只，分度圆直径67. 2 mm，选定棱柱的斜度为10°。齿模8是一种组合结构模，本实 施例如附图3所示，它由42只齿片依次围绕导向柱11的圆锥段外壁呈放射状排列，附图4 所示齿片为一顺斜10°的等宽薄板件，外侧斜边与导向套7内置棱柱斜度相同但方向相反。 齿片内边为圆弧斜边与导向柱11的圆锥段配合，此处配合斜度同样为10°。每只齿片内边 上部设有朝内凸出的单只齿，附图5所示该齿结构参数同工件17齿部相同，齿部上宽下窄。 立置的齿模8上端由压板6限位，下端支承在位置浮动的隔板12上端面，构成齿模8受上模下压时沿导向套7和导向柱11组成的斜置轨道向下作可复位的轴向和径向移动。
本发明实际使用时，首先将上模升至高位，通过调整垫片14厚度调整齿模8齿部 的开口量，调定后即可投入正常生产。将工件17置于下模的齿模8中，以齿部定位安装，接 着启动压力机作上模下行运动。在弹性结构中的上模体5底端面先与工件17上端面相接 触，在上位弹簧4作用下工件17与齿模8紧密贴合在一起。接着上模套2与齿模8上端面 接触，共同推动齿模8所有的齿片和工件17沿导向套7和导向柱11组成的斜置轨道向下 作可复位的轴向和径向移动。齿片径向移动完成工件17齿部倒锥成形，接着将上模上升至 高位，从下模中取出已完成倒锥成形的工件17，如此循环作大批量生产。此种在定位条件下 一次性完成接合齿齿部倒锥成形快捷、准确。
权利要求
1.一种汽车变速器接合齿轮整体倒锥成形模具，它由上模和下模两部分组成；所述上 模随压力机而动，上模包括封盖(1)、上模套(2)、内垫(3)、上位弹簧(4)和上模体(5)；所 述下模安装在压力机工作台上，下模包括压板(6)、导向套(7)、齿模(8)、定位销(9)、模座 (10)、导向柱(11)、隔板(12)、定位套(13)、垫片(14)、下位弹簧(15)和顶杆(16)；所述下模 中的压板(6)连同导向套(7)与模座(10)配合，并通过定位销(9)定位和连接成一体；所述 定位套(13)下设垫片(14)安装在模座(10)中部，由定位套(13)支承的导向柱(11)与模座 (10)连接成按需调整高度的整体结构；其特征在于隔板(12)为有孔法兰结构，隔板(12) 的外圆和内孔分别与模座(10)内孔和定位套(13)外壁间隙配合，平置的隔板(12)由下位 弹簧(15)和顶杆(16)浮动支承；所述导向套(7)内孔为上大下小的正多边形棱柱形孔，正 多边形边数与配套齿模(8)的齿片数相等，每条棱柱的斜度相同；所述齿模(8)是一种组合 结构模，它由等同工件(17)齿数的齿片依次围绕导向柱(11)的圆锥段外壁呈放射状排列， 齿片为一顺斜的等宽薄板件，外侧斜边与导向套(7)内置棱柱斜度相同但方向相反，齿片内 边为圆弧斜边与导向柱(11)的圆锥段配合，齿片内边上部设有朝内凸出的单只齿，该齿结 构参数同工件(17)齿部相同，齿部上宽下窄，立置的齿模(8)上端由压板(6)限位，下端支 承在位置浮动的隔板(12)上端面，构成齿模(8)受上模下压时，沿导向套(7)和导向柱(11) 组成的斜置轨道向下作可复位的轴向和径向移动。
2.根据权利要求1所述的汽车变速器接合齿轮整体倒锥成形模具，其特征在于导向 套(7)内孔中棱柱的斜度、齿片外边和内边及导向柱(11)圆锥段的斜边均为9° 12°。
全文摘要
本发明公开了一种汽车变速器接合齿轮整体倒锥成形模具，它由上模和下模组成。上模包括封盖、上模套、内垫、上位弹簧和上模体。下模包括压板、导向套、齿模、定位销、模座、导向柱、隔板、定位套、垫片、下位弹簧和顶杆。隔板由下位弹簧和顶杆浮动支承，导向套内孔为上大下小的正多边形棱柱形孔，每条棱柱的斜度相同。齿模由齿片绕导向柱排列而成，齿片为一顺斜的等宽薄板件，外斜边与导向套内棱柱斜度相同方向相反，内边为圆弧边与导向柱圆锥段配合，内边上部设朝内凸的齿。齿模上端由压板限位，下端支承在隔板上，构成齿模受上模下压时沿导向套和导向柱组成的斜置轨道向下作轴向和径向移动，齿片径向移动使工件齿部倒锥成形。
文档编号B21K1/30GK102125977SQ201110043660
公开日2011年7月20日 申请日期2011年2月24日 优先权日2011年2月24日
发明者狄雷, 申加圣, 贺平, 赵红军, 陶立平 申请人:江苏太平洋精锻科技股份有限公司