一種凸輪軸齒輪毛坯精鍛生產用組合模具的製作方法
2023-05-10 18:25:06 2
一種凸輪軸齒輪毛坯精鍛生產用組合模具的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種凸輪軸齒輪毛坯精鍛生產用組合模具，其特徵在於：它由壓機用組合模和衝床用組合模構成；所述的壓機用組合模，包括壓機用上模固定板、壓機用上模、壓機用上模壓圈、壓機用下模、壓機用頂杆、壓機用下模壓圈、壓機用滑柱定位套、壓機用滑柱和壓機用下模固定板；所述的衝床用組合模，包括衝床用上模定位板、衝床用上模、打板、打杆、衝床用上模壓圈、切邊定位模、衝床用下模墊板、滑動下模、衝杆、衝床用下模定位板、卸料杆和彈簧。該組合模具，容易裝配，操作簡單，勞動強度低，便於加工，可以一次鍛造出凸輪軸齒輪毛坯，有利於節材、節能、提高生產效率。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種汽車用凸輪軸齒輪精鍛用模具，具體地說是一種凸輪軸齒輪 毛坯精鍛生產用組合模具，通過熱模精鍛一次鍛造成型凸輪軸齒輪毛坯。 一種凸輪軸齒輪毛坯精鍛生產用組合模具
【背景技術】
[0002] 凸輪軸齒輪是汽車變速箱中最關鍵的中心部件，目前一般利用鍛造工藝和模具生 產如圖1和圖2所示的凸輪軸齒輪毛坯，再將毛坯加工成齒輪成品，所述的凸輪軸齒輪毛坯 由盤體1、中心孔3和四個凸爪2構成，凸爪2均勻分布在中心孔3周圍的盤體1的右側壁 上。由於凸輪軸齒輪的結構複雜，其厚度比較薄，因此鍛造成型困難，傳統的鍛造工藝主要 採用加大加工餘量鍛造，其不足之處在於：鋼坯加工餘量大，材料利用率低，產品加工精度 很難控制，成品率低，生產成本高，不易於批量生產。
【發明內容】
[0003] 本實用新型的目的在於提供一種凸輪軸齒輪毛坯精鍛生產用組合模具，通過使用 本實用新型進行精鍛，可以一次鍛造出凸輪軸齒輪毛坯，有利於節材、節能、提高生產效率， 製備商品質的凸輪軸齒輪。
[0004] 為了達到以上目的，本本實用新型所採用的技術方案是：該一種凸輪軸齒輪毛坯 精鍛生產用組合模具，其特徵在於：它由壓機用組合模和衝床用組合模構成；
[0005] 所述的壓機用組合模，包括壓機用上模固定板、壓機用上模、壓機用上模壓圈、壓 機用下模、壓機用頂杆、壓機用下模壓圈、壓機用滑柱定位套、壓機用滑柱和壓機用下模固 定板，壓機用上模固定板和壓機用下模固定板分別固定在電動螺旋壓力機上；壓機用上模 壓圈套設在壓機用上模外部，並用螺栓固定在壓機用上模固定板上，壓機用下模壓圈套設 在壓機用下模外部，並用螺栓固定在壓機用下模固定板上，壓機用上模和壓機用下模的軸 線重合；在壓機用下模底部的壓機用下模固定板上固定設有壓機用滑柱定位套，壓機用滑 柱定位套內設有壓機用滑柱，壓機用下模的中心通孔內設有壓機用頂杆，壓機用頂杆的下 端頂在壓機用滑柱的上端；所述的壓機用上模的底面設有凸輪軸齒輪左側壁型腔和飛邊 槽，所述的壓機用下模的頂部設有凹槽，在凹槽的底部設有凸輪軸齒輪右側壁型腔，凸輪軸 齒輪左側壁型腔和凸輪軸齒輪右側壁型腔的外徑相同，壓機用下模的底部外徑與壓機用下 模的凹槽的直徑相同；
[0006] 所述的衝床用組合模，包括衝床用上模定位板、衝床用上模、打板、打杆、衝床用上 模壓圈、切邊定位模、衝床用下模墊板、滑動下模、衝杆、衝床用下模定位板、卸料杆和彈簧， 衝床用上模定位板和衝床用下模定位板分別固定在衝床上，打杆的上部固定在衝床的橫梁 上；衝床用上模壓圈套設在衝床用上模的外壁上，並用螺栓與衝床用上模定位板連接固定， 衝床用上模中部的通孔內設有卸料杆，衝床用上模上部的凹槽內設有打板，打杆的下端與 打板螺紋連接固定，卸料杆的上端與打板接觸；所述的衝床用下模定位板的中心孔上部通 過螺栓固定設有切邊定位模，衝床用下模定位板的中心孔下部通過螺栓固定設有衝床用下 模墊板，切邊定位模的腔內套設有滑動下模，滑動下模的中心孔內設有衝杆，衝杆的下端與 衝床用下模墊板連接固定，在滑動下模和衝床用下模墊板之間設有彈簧；所述的滑動下模 的頂面設有環形凹槽，滑動下模頂面的大小與凸輪軸齒輪毛坯的右側壁相適配，衝床用上 模底面的大小與凸輪軸齒輪毛坯的左側壁相適配，衝床用上模與滑動下模的軸線重合。
[0007] 所述的壓機用上模固定板上固定設有壓機用導套，所述的壓機用下模固定板上固 定設有壓機用導柱，壓機用導柱的上端插入壓機用導套內，壓機用導柱和壓機用導套的軸 線重合。
[0008] 所述的壓機用上模固定板和壓機用上模之間固定設有壓機用上模墊板，所述的壓 機用上模墊板的中心孔與壓機用上模之間設有壓機用上模定位圈。
[0009] 所述的壓機用下模固定板與壓機用下模之間固定設有壓機用下模墊板，壓機用下 模墊板的中心孔與壓機用下模之間設有壓機用下模定位圈，壓機用頂杆的下端穿過壓機用 下模墊板的中心孔頂在壓機用滑柱上。
[0010] 所述的衝床用上模定位板上固定設有衝床用導套，所述的衝床用下模定位板上固 定設有衝床用導柱，衝床用導柱的上端插入衝床用導套內，衝床用導柱與衝床用導套的軸 線重合。
[0011] 本實用新型的有益效果在於：容易裝配，操作簡單，勞動強度低，便於加工，可以一 次鍛造出凸輪軸齒輪毛坯，有利於節材、節能、提高生產效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 圖1為凸輪軸齒輪毛坯的結構右視示意圖。
[0013] 圖2為沿圖1A-A的結構剖視示意圖。
[0014] 圖3為本實用新型的壓機用組合模的結構剖視示意圖。
[0015] 圖4為本實用新型的衝床用組合模的結構剖視示意圖。
[0016] 圖5為本實用新型的壓機用上模的結構仰視示意圖。
[0017] 圖6為本實用新型的壓機用上模的結構剖視示意圖。
[0018] 圖7為本實用新型的壓機用下模的結構俯視示意圖。
[0019] 圖8為本實用新型沿圖7B-B的結構剖視示意圖。
[0020] 圖9為本實用新型的衝床用上模的結構仰視示意圖。
[0021] 圖10為本實用新型的衝床用上模的結構剖視示意圖。
[0022] 圖11為本實用新型的滑動下模的結構俯視示意圖。
[0023] 圖12為本實用新型的滑動下模的結構剖視示意圖。
[0024] 圖13為本實用新型的切邊定位模的結構剖視示意圖。
[0025] 圖14為本實用新型的切邊定位模的結構俯視示意圖。
[0026] 圖中：1、盤體；2、凸爪；3、中心孔；4、壓機用上模固定板；5、壓機用上模墊板；6、 壓機用上模；7、壓機用上模定位圈；8、壓機用導套；9、壓機用上模壓圈；10、壓機用導柱； 11、壓機用下模；12、壓機用頂杆；13、壓機用下模壓圈；14、壓機用下模墊板；15、壓機用滑 柱定位套；16、壓機用滑柱；17、壓機用下模定位圈；18、壓機用下模固定板；19、凸輪軸齒輪 左側壁型腔；20、飛邊槽；21、凸輪軸齒輪右側壁型腔；22、衝床用上模定位板；23、衝床用 上模；24、打板；25、打杆；26、衝床用上模壓圈；27、衝床用導套；28、切邊定位模；29、衝床 用導柱；30、衝床用下模墊板；31、滑動下模；32、衝杆；33、衝床用下模定位板；34、卸料杆； 35、彈簧；36、環形凹槽。
【具體實施方式】
[0027] 實施例：
[0028] 製作如圖1、圖2所示的05819凸輪軸齒輪毛坯。所述的凸輪軸齒輪毛坯由盤體 1、中心孔3和四個凸爪2構成，四個凸爪2均勻分布在中心孔3周圍的盤體1的右側壁上。
[0029] 參照圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖11、圖12、圖13、圖14製作本實 用新型。該一種凸輪軸齒輪毛坯精鍛生產用組合模具，其特徵在於：它由壓機用組合模和衝 床用組合模構成；
[0030] 所述的壓機用組合模，包括壓機用上模固定板4、壓機用上模6、壓機用上模壓圈 9、壓機用下模11、壓機用頂杆12、壓機用下模壓圈13、壓機用滑柱定位套15、壓機用滑柱 16和壓機用下模固定板18,壓機用上模固定板4和壓機用下模固定板18分別固定在電動 螺旋壓力機上；壓機用上模壓圈9套設在壓機用上模6外部，並用螺栓固定在壓機用上模固 定板4上，壓機用下模壓圈13套設在壓機用下模11外部，並用螺栓固定在壓機用下模固定 板18上，壓機用上模6和壓機用下模11的軸線重合；在壓機用下模11底部的壓機用下模 固定板18上固定設有壓機用滑柱定位套15,壓機用滑柱定位套15內設有壓機用滑柱16， 壓機用下模11的中心通孔內設有壓機用頂杆12,壓機用頂杆12的下端頂在壓機用滑柱16 的上端；所述的壓機用上模6的底面設有凸輪軸齒輪左側壁型腔19和飛邊槽20,所述的壓 機用下模11的頂部設有凹槽，在凹槽的底部設有凸輪軸齒輪右側壁型腔21，凸輪軸齒輪左 側壁型腔19和凸輪軸齒輪右側壁型腔21的外徑相同，壓機用下模11的底部外徑與壓機用 下模11的凹槽的直徑相同。
[0031] 所述的壓機用上模固定板4上固定設有壓機用導套8,所述的壓機用下模固定板 18上固定設有壓機用導柱10,壓機用導柱10的上端插入壓機用導套8內，壓機用導柱10 和壓機用導套8的軸線重合。
[0032] 所述的壓機用上模固定板4和壓機用上模6之間固定設有壓機用上模墊板5，所述 的壓機用上模墊板5的中心孔與壓機用上模6之間設有壓機用上模定位圈7。
[0033] 所述的壓機用下模固定板18與壓機用下模11之間固定設有壓機用下模墊板14， 壓機用下模墊板14的中心孔與壓機用下模11之間設有壓機用下模定位圈17,壓機用頂杆 12的下端穿過壓機用下模墊板14的中心孔頂在壓機用滑柱16上。
[0034] 所述的衝床用組合模，包括衝床用上模定位板22、衝床用上模23、打板24、打杆 25、衝床用上模壓圈26、切邊定位模28、衝床用下模墊板30、滑動下模31、衝杆32、衝床用下 模定位板33、卸料杆34和彈簧35,衝床用上模定位板22和衝床用下模定位板33分別固定 在衝床上，打杆25的上部固定在衝床的橫梁上；衝床用上模壓圈26套設在衝床用上模23 的外壁上，並用螺栓與衝床用上模定位板22連接固定，衝床用上模23中部的通孔內設有卸 料杆34,卸料杆34可以上下滑動，衝床用上模23上部的凹槽內設有打板24,打杆25的下 端與打板24螺紋連接固定，卸料杆34的上端與打板24接觸；所述的衝床用下模定位板33 的中心孔上部通過螺栓固定設有切邊定位模28,衝床用下模定位板33的中心孔下部通過 螺栓固定設有衝床用下模墊板30,切邊定位模28的腔內套設有滑動下模31，滑動下模31 的中心孔內設有衝杆32,衝杆32的下端與衝床用下模墊板30連接固定，在滑動下模31和 衝床用下模墊板30之間設有彈簧35 ;所述的滑動下模31的頂面設有環形凹槽36,滑動下 模31頂面的大小與凸輪軸齒輪毛坯的右側壁相適配，衝床用上模23底面的大小與凸輪軸 齒輪毛坯的左側壁相適配，衝床用上模23與滑動下模31的軸線重合。
[0035] 所述的衝床用上模定位板22上固定設有衝床用導套27,所述的衝床用下模定位 板33上固定設有衝床用導柱29,衝床用導柱29的上端插入衝床用導套27內，衝床用導柱 29與衝床用導套27的軸線重合。
[0036] 使用本凸輪軸齒輪毛坯精鍛生產用組合模具進行生產時，它包括以下步驟製成：
[0037] (1)、選取棒料：凸輪軸齒輪毛坯為盤齒類，根據鍛造比最佳範圍不大於2. 5倍的 原則和加熱設備利用率達到最佳的目的，選擇棒料直徑為Φ 110mm。
[0038] (2)、下料：採用數控鋸床加工，下料長度計算公式如下：①毛坯重量+燒損（毛 坯重量X0. 015) =下料重量；②下料重量+鋼材密度（7.85) +棒料截面積=下料長 度；本實施例中的下料長度為①9. 61+ (9. 61X0. 015) =9. 75kg ;②9750g + 0. 00785g/ mm3-^9498. 5mm2=1 30. 76mm,取下料長度 130. 8mm。
[0039] (3)、加熱：採用中頻電爐，直流電流1000A，直流電壓400V,中頻電壓400-600V，加 熱時間30-40s。
[0040] (4)、制坯：在空氣錘上用上錘頭與下錘頭的平面將原料鍛打成薄餅形狀，薄餅的 外形尺寸比鍛模的型腔的尺寸小3 - 5mm ;如果薄餅的外形尺寸大了，則無法放進鍛模進行 鍛打；如薄餅的外形尺寸太小了，在放到鍛模中可能會放偏，鍛打可能出現廢品。
[0041] (5)、鍛打成型：採用1600T電動螺旋壓力機，轉速500轉/分，打擊力2700T ;將 壓機用組合模固定在電動螺旋壓力機上，將製成的餅坯放進壓機用下模11上部的空腔內， 操作壓機用上模6下壓，凸輪軸齒輪左側壁型腔19和凸輪軸齒輪右側壁型腔21對扣在一 起，使薄餅經鍛打成型，同時餘量會堆積到飛邊槽20內形成飛邊，製成凸輪軸齒輪毛坯半 成品，此時的凸輪軸齒輪毛坯半成品的中心孔3內具有一層薄壁，呈不通的狀態；再啟動壓 機用滑柱16上行，帶動壓機用頂杆12向上推出凸輪軸齒輪毛坯半成品。
[0042] (6)、衝孔切邊：採用250T開式衝床，衝床上設有衝床用組合模，經過鍛打成型加 工後的帶有飛邊的凸輪軸齒輪毛坯半成品放在切邊定位模28和滑動下模31上，使飛邊放 置在切邊定位模28上，凸輪軸齒輪毛坯半成品上的四個凸爪2放置在滑動下模31的環形 凹槽36內，操作衝床用上模23下壓凸輪軸齒輪毛坯半成品，此時，可將飛邊切去，同時凸輪 軸齒輪毛坯半成品和滑動下模31-起向下移動，壓縮彈簧35,衝杆32向上頂在凸輪軸齒輪 毛坯半成品的中心孔3內，並將中心孔3內的薄壁頂出，形成一個圓片，圓片隨後進入衝床 用上模23的卸料杆34所在的通孔內，並將卸料杆34上推；再控制衝床用上模23上行，滑 動下模31在彈簧35的作用下向上移動復位，由於打杆25和打板24固定不動，在衝床用上 模23的上行過程中，打板24會壓著卸料杆34下移，從而將圓片推出，此時取出凸輪軸齒輪 毛坯成品即可。由於切邊、衝孔同時完成，工作面形狀與毛坯表面一致，最大程度避免了傳 統的衝孔切邊方式所產生的變形，大大減少了設備投入和員工的勞動強度。
【權利要求】
1. 一種凸輪軸齒輪毛坯精鍛生產用組合模具，其特徵在於：它由壓機用組合模和衝床 用組合模構成； 所述的壓機用組合模，包括壓機用上模固定板（4)、壓機用上模（6)、壓機用上模壓圈 (9) 、壓機用下模（11)、壓機用頂杆（12)、壓機用下模壓圈（13)、壓機用滑柱定位套（15)、壓 機用滑柱（16 )和壓機用下模固定板（18 )，壓機用上模固定板（4 )和壓機用下模固定板（18 ) 分別固定在電動螺旋壓力機上；壓機用上模壓圈（9)套設在壓機用上模（6)外部，並用螺栓 固定在壓機用上模固定板（4 )上，壓機用下模壓圈（13 )套設在壓機用下模（11)外部，並用 螺栓固定在壓機用下模固定板（18)上，壓機用上模（6)和壓機用下模（11)的軸線重合；在 壓機用下模（11)底部的壓機用下模固定板（18)上固定設有壓機用滑柱定位套（15)，壓機 用滑柱定位套（15)內設有壓機用滑柱（16)，壓機用下模（11)的中心通孔內設有壓機用頂 杆（12)，壓機用頂杆（12)的下端頂在壓機用滑柱（16)的上端；所述的壓機用上模（6)的底 面設有凸輪軸齒輪左側壁型腔（19)和飛邊槽（20)，所述的壓機用下模（11)的頂部設有凹 槽，在凹槽的底部設有凸輪軸齒輪右側壁型腔（21)，凸輪軸齒輪左側壁型腔（19)和凸輪軸 齒輪右側壁型腔（21)的外徑相同，壓機用下模（11)的底部外徑與壓機用下模（11)的凹槽 的直徑相同； 所述的衝床用組合模，包括衝床用上模定位板（22)、衝床用上模（23)、打板（24)、打杆 (25)、衝床用上模壓圈（26)、切邊定位模（28)、衝床用下模墊板（30)、滑動下模（31)、衝杆 (32)、衝床用下模定位板（33)、卸料杆（34)和彈簧（35)，衝床用上模定位板（22)和衝床用 下模定位板（33)分別固定在衝床上，打杆（25)的上部固定在衝床的橫梁上；衝床用上模壓 圈（26)套設在衝床用上模（23)的外壁上，並用螺栓與衝床用上模定位板（22)連接固定， 衝床用上模（23)中部的通孔內設有卸料杆（34)，衝床用上模（23)上部的凹槽內設有打板 (24)，打杆（25 )的下端與打板（24)螺紋連接固定，卸料杆（34)的上端與打板（24)接觸；所 述的衝床用下模定位板（33)的中心孔上部通過螺栓固定設有切邊定位模（28)，衝床用下 模定位板（33)的中心孔下部通過螺栓固定設有衝床用下模墊板（30)，切邊定位模（28)的 腔內套設有滑動下模（31)，滑動下模（31)的中心孔內設有衝杆（32)，衝杆（32)的下端與衝 床用下模墊板（30 )連接固定，在滑動下模（31)和衝床用下模墊板（30 )之間設有彈簧（35 ); 所述的滑動下模（31)的頂面設有環形凹槽（36)，滑動下模（31)頂面的大小與凸輪軸齒輪 毛坯的右側壁相適配，衝床用上模（23)底面的大小與凸輪軸齒輪毛坯的左側壁相適配，衝 床用上模（23)與滑動下模（31)的軸線重合。
2. 根據權利要求1所述的一種凸輪軸齒輪毛坯精鍛生產用組合模具，其特徵在於：所 述的壓機用上模固定板（4)上固定設有壓機用導套（8)，所述的壓機用下模固定板（18)上 固定設有壓機用導柱（10)，壓機用導柱（10)的上端插入壓機用導套（8)內，壓機用導柱 (10) 和壓機用導套（8)的軸線重合。
3. 根據權利要求1所述的一種凸輪軸齒輪毛坯精鍛生產用組合模具，其特徵在於：所 述的壓機用上模固定板（4)和壓機用上模（6)之間固定設有壓機用上模墊板（5)，所述的壓 機用上模墊板（5)的中心孔與壓機用上模（6)之間設有壓機用上模定位圈（7)。
4. 根據權利要求1所述的一種凸輪軸齒輪毛坯精鍛生產用組合模具，其特徵在於：所 述的壓機用下模固定板（18)與壓機用下模（11)之間固定設有壓機用下模墊板（14)，壓機 用下模墊板（14)的中心孔與壓機用下模（11)之間設有壓機用下模定位圈（17)，壓機用頂 杆（12)的下端穿過壓機用下模墊板（14)的中心孔頂在壓機用滑柱（16)上。
5.根據權利要求1所述的一種凸輪軸齒輪毛坯精鍛生產用組合模具，其特徵在於：所 述的衝床用上模定位板（22)上固定設有衝床用導套（27)，所述的衝床用下模定位板（33) 上固定設有衝床用導柱（29)，衝床用導柱（29)的上端插入衝床用導套（27)內，衝床用導柱 (29)與衝床用導套（27)的軸線重合。
【文檔編號】B21D28/34GK203900355SQ201420286156
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月1日 優先權日:2014年6月1日
【發明者】李建和, 徐蓮華, 張應波, 孫剛, 許吉初 申請人:萊蕪鑫科汽車零部件有限公司