一種用于齒輪軸鍛造的模具及工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及機械制造技術，特別是指一種用于齒輪軸鍛造的模具及工藝，屬于齒輪軸鍛造技術領域。
【背景技術】
[0002]齒輪軸由于其擁有良好的承載能力，以及優(yōu)良的綜合機械性能，通常被應用在長時間高速重載荷的情況。
[0003]現(xiàn)有技術中，齒輪軸主要的加工工藝為:鍛還一精車軸部一滾齒一(滲碳)淬火一磨外圓一磨齒。采用切削的方式進行加工不但加工工時長，而且破壞了金屬的纖維組織，從而影響齒輪的彎曲疲勞強度、齒面接觸疲勞強度與耐磨性，減低工件使用壽命?，F(xiàn)有技術中可以采用精密鍛造成形方法可以有效的解決這些問題，目前齒輪精密鍛造成形方法還僅僅用在無軸齒輪或軸非常短的齒輪軸上。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明提供一種用于齒輪軸鍛造的模具及工藝，其加工工時短，材料利用率高，節(jié)約成本，而且加工出的齒輪軸機械性能優(yōu)于切削工件的工件。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明實施例提供一種用于齒輪軸鍛造的模具，包括:下模體和上模體；
[0006]所述下模體上開設有軸部型腔，所述軸部型腔用于成形所述齒輪軸的軸部；
[0007]所述上模體包括上模外套、齒形模具和彈簧組；所述齒形模具設置于所述上模外套內；
[0008]所述上模外套內還設置有用于容置所述彈簧組的彈簧圈，所述彈簧組的兩端分別與所述齒形模具和上模外套相接觸，以將所述齒形模具壓緊在所述下模體上；
[0009]所述上模體還包括用于鍛造的上沖；所述上沖設置于所述上模體內，并可相對所述齒形模具上下滑動，且所述上沖的下端位于所述齒形模具的模腔內。
[0010]其中，所述下模體包括:下模座、軸部凹模以及下壓板；所述下壓板固定于所述下模座的頂部，并使所述軸部凹模固定于所述下模座上。
[0011]其中，所述下模體內設置有用于封閉所述軸部型腔底部的下頂桿。
[0012]其中，所述軸部型腔開設于所述軸部凹模上；所述下頂桿的端部可在所述軸部型腔內滑動。
[0013]本發(fā)明還提供一種用于鍛造齒輪軸的工藝，包括如下步驟:
[0014](I)預制坯，以將毛坯制成可供鍛造的坯料；
[0015](2)加熱坯料并保溫；
[0016](3)將(2)中加熱后的坯料轉移至如上所述的模具中進行鍛壓；所述齒形模具和所述軸部凹模接觸時是開始鍛造的時刻，所述上模外套和所述下壓板接觸時是鍛造完成的時刻；
[0017](4)將所述下模體轉換為出模工位，將(3)中的鍛件從所述上模體的齒形模具中頂出。
[0018]其中，所述(3)中，通過對上模外套、下壓板以及下模座的高度進行配合，形成高度限位，防止鍛壓力過大造成的模具破壞。
[0019]其中，所述(3)中，分模面選在齒形與長軸交界處，使齒形與長軸分開出模。
[0020]其中，所述(3)中，齒形模具開口向下，不會出現(xiàn)氧化皮和潤滑劑堆積。
[0021]本發(fā)明的上述技術方案的有益效果如下:
[0022]上述方案中，本發(fā)明的模具通過下模體的軸部型腔對齒輪軸的軸部進行鍛造，上模體的彈簧組將齒形模具壓緊在軸部凹模上；再通過上沖下壓，在完成對齒輪軸鍛造。在本發(fā)明的模具中，由于彈簧圈、彈簧組以及上模外套組成浮動結構，使得齒形模具處于低位，形成先合模成封閉型腔，后鍛造的過程，不但提高了材料利用率，節(jié)約成本，而且其機械性能優(yōu)于切削加工的工件。
【附圖說明】
[0023]圖1為現(xiàn)有技術中一種齒輪軸的結構圖；
[0024]圖2為本發(fā)明實施例的用于齒輪軸鍛造模具的結構剖面圖；
[0025]圖3為本發(fā)明實施例的用于齒輪軸鍛造模具的出模示意圖。
[0026][主要元件符號說明]
[0027]1、上模體；
[0028]10、上模外套；
[0029]11、齒形模具；
[0030]12、彈簧組；
[0031]13、彈簧套；
[0032]15、上沖；
[0033]2、下模體；
[0034]20、下模座；
[0035]21、軸部凹模；
[0036]22、下壓板；
[0037]25、下頂桿；
[0038]3、齒輪軸；
[0039]31、盲孔；
[0040]32、齒形；
[0041]33、軸部；
[0042]4、出模頂桿；
[0043]6、坯料。
【具體實施方式】
[0044]為使本發(fā)明要解決的技術問題、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0045]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中采用切削加工的方式進行齒輪軸加工不但加工工時長而且加工出的齒輪軸強度和質量較低的問題，提供一種用于齒輪軸鍛造的模具。
[0046]如圖2所示為本發(fā)明實施例的用于齒輪軸鍛造的模具，它可以將坯料6鍛造出如圖1中的齒輪軸3頂端的齒形32，當需要在齒輪軸3上加工出盲孔31時，還可以鍛造出端部的盲孔31。本實施例的模具包括:下模體2和上模體I ;下模體2上開設有軸部型腔，該軸部型腔用于對齒輪軸的軸部33進行成形。本模具的分模面處于齒形與長軸交界處，使齒形與長軸分開出模；很顯然的，坯料的軸部位于軸部型腔時，坯料6的頂端是位于下模體2的上表面之上的。
[0047]其中，所述上模體I包括上模外套10、齒形模具11和彈簧組12 ;所述齒形模具11設置于上模外套10內。所述上模外套10內還設置有用于容置所述彈簧組12的彈簧圈13，所述彈簧組12的兩端分別與所述齒形模具11和上模外套10相接觸；本發(fā)明的模具型腔閉合時，所述彈簧組12將所述齒形模具11壓緊在所述下模體2上。所述彈簧圈13用于容置彈簧組12，并起到保護彈簧組12的目的，并且用于控制和引導彈簧組的收縮及伸長方向。
[0048]所述上模體I還包括用于鍛造的上沖15 ;所述上沖15設置于上模體I內，并可相對所述齒形模具11的上下滑動，且所述上沖15的下端位于齒形模具11的模腔內。
[0049]在齒輪軸3具有盲孔31時，所述上沖15還可以用于成形盲孔結構。
[0050]如圖2所示為鍛造前和鍛造后模具對比。所述彈簧組12使齒形模具11處于低位，齒形模具11和軸部凹模21合模使齒形模具11的型腔封閉，在鍛造的過程中，上沖15下壓使坯料6的端部變形以進行鍛造。所述上模外套10在鍛造過程中與壓力機的滑塊相固定，對模具起到保護、支撐以及限位的作用。所述下模體2固定在壓力機工作臺上，其上設置的軸部型腔用于容置和鍛造齒輪軸3的軸部。其中齒形模具11、彈簧組12以及彈簧圈13組成浮動上模結構，彈簧組12使齒形模具11始終位于低位，形成向下浮動的狀態(tài)。
[0051]本發(fā)明實施例的模具通過下模體的軸部型腔對齒輪軸的軸部進行鍛造，上模體的彈簧組將齒形模具壓緊在軸部凹模上；再通過上沖下壓，在完成對齒輪軸鍛造。在本發(fā)明的模具中，由于彈簧圈、彈簧組以及上模外套