專利名稱：齒輪狀零件的塑性加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用壓力機(jī)械進(jìn)行的鍛造加工，是關(guān)于通過(guò)塑性加工成形齒輪或齒輪狀零件的方法。
具有鼓形齒的齒輪與具有倒錐的齒輪狀零件的鍛造加工，由于其形狀，就是說(shuō)由模腔約束成形之后，將成形的零件由該模腔內(nèi)取出時(shí)，不能通過(guò)剖面積較小的模腔出口，因此，對(duì)于上述零件來(lái)說(shuō)，只進(jìn)行鍛造加工不能獲得，要通過(guò)切削加工來(lái)獲得。
另外，不加熱而是在常溫狀態(tài)下，利用具有通孔的管狀帶孔坯料，使用模具通過(guò)鍛造加工以獲得具有通孔的齒輪或齒輪狀零件時(shí)，由于所要得到的零件外形的凹凸大，要想在一次鍛造加工中成形時(shí)，必須施加較大的加壓力，對(duì)于這樣大的加壓力來(lái)說(shuō)，所使用的凹模及凸模的強(qiáng)度不足，該模具會(huì)立即破損，因此，例如日本專利特公昭62-33015所表明，只有分成多道工序進(jìn)行鍛造加工來(lái)獲得。
由于這種原因，在一次的鍛造加工中，并根據(jù)場(chǎng)合，不能成形為具有凸起或倒錐的形態(tài)，不進(jìn)行切削加工就不能獲得能使用于要求精度的用途中的齒輪或齒輪狀零件。
發(fā)明的目的在于使與成形的齒輪狀零件相對(duì)應(yīng)的模腔在鍛造加工成形中縮小，在成形完畢后恢復(fù)成原有尺寸，以獲得具有鼓形齒或凸形的齒輪或具有倒錐狀的齒輪狀零件；成形后的脫模容易；獲得使用中間具有通孔的管狀帶孔坯料成形為在孔與外形上無(wú)缺肉的具有通孔的齒輪或齒輪狀零件的塑性加工方法。
附圖的說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的加工狀態(tài)剖視圖；圖2是圖1的加工狀態(tài)的說(shuō)明圖；圖3是類似于圖1的另一實(shí)施例的主要部剖視圖；圖4是本發(fā)明的另一實(shí)施例的主要部剖視圖；圖5是本發(fā)明的另一實(shí)施例的加工狀態(tài)剖視圖；圖6是續(xù)圖5的加工狀態(tài)的剖視圖；圖7是續(xù)圖6的加工狀態(tài)的剖視圖。
下面參看圖1，圖2說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。上模凸模2固定在上下滑動(dòng)的滑架1上，下模凸模6設(shè)置在墊板3的上面，可由頂銷8往上頂。下模凹模5利用下保持座4保持，可以上下移動(dòng)，并由下彈性構(gòu)件7施以向上的抵力。另外，在下模凹模5上設(shè)置模腔9，該模腔9的形狀與鍛造加工零件的形狀相對(duì)應(yīng)，在上模凸模2側(cè)開(kāi)口，與模腔9連接地設(shè)置料槽10，在該料槽10內(nèi)設(shè)置可以上下移動(dòng)的下模凸模6，在下模凹模5的上部鍛模腔9的外側(cè)，形成向上方突出的錐面5A。上錐構(gòu)件11由固定在滑架1上的保持座13進(jìn)行保持，可以上下移動(dòng)，并由上彈性構(gòu)件12經(jīng)常施以向下的推力，下端內(nèi)部的錐面11A與下模凹模的錐面5A相對(duì)應(yīng)地設(shè)置。
在圖1(A)中，由鍛造加工成形的零件的坯料14是投放到下模凹模5的料槽部10的下模凸模6上。
圖1(B)是滑架1下降，上錐構(gòu)件11的錐面11A與下模凹模5的錐面5A配合的中間狀態(tài)，是正在使下模凹模5彈性變形而使模腔9收縮的狀態(tài)。
圖1(C)是滑架1進(jìn)一步下降，受向下的推力作用的上錐構(gòu)件11的錐面11A與下模凹模5的錐面5A完成配合，并使下模凹模5的模腔9收縮完畢，在此收縮狀態(tài)下，上模凸模2的下面2B與下模凹模5的上面5B接觸，在模腔9部形閉塞空間，滑架1再下降，下模凹模5受上模凸模2推壓而下降，由下模凸模6將坯料14壓入上述閉塞空間內(nèi)，成為利用閉塞鍛造進(jìn)行的鍛造加工已完畢的狀態(tài)，即坯料的成形完畢并且是成為零件15的狀態(tài)。
圖1(D)的狀態(tài)是，其后滑架1上升，錐面5A與11A的配合解除并且收縮的模腔9復(fù)原，其后鍛造加工完畢的零件15利用下頂銷8并通過(guò)下模凸模6由模腔9往上頂出。
利用本發(fā)明鍛造加工圖2(B)所示的齒輪狀零件15的情形，是在圖2(A)的狀態(tài)下進(jìn)行的鍛造加工，是利用錐面11A與5A使模腔9收縮的狀態(tài)。模式的表示圖2(A)的齒輪狀零件15的齒與模腔9的齒部剖面時(shí)，如箭頭F所示，模腔9的上部縮小，齒的左右寬度減小，成為進(jìn)行鼓形加工的齒輪。本實(shí)施例的模腔9未收縮狀態(tài)的模腔9的齒部剖面如圖2(C)所示。
由以上的實(shí)施例可知，通過(guò)錐面11A與5A的設(shè)定來(lái)變更模腔9縮小的位置與量時(shí)，能用于具有倒錐的零件的鍛造加工，還能用于減小將鍛造加工完成后的零件15由模腔9內(nèi)頂出時(shí)的阻力。
下面根據(jù)圖3說(shuō)明本發(fā)明的另一實(shí)施例。與圖1的實(shí)施例類似，在圖1中是利用下模凸模6將坯料14壓入下模凹模5的模腔9部的閉塞空間內(nèi)的，在此取而代之，是利用上內(nèi)凸模21將坯料14壓入下模凹模5的模腔9部的閉塞空間內(nèi)的裝置，即，下模凹模5固定在墊板3上，在該下模凹模5上設(shè)置模腔9，以及由上內(nèi)凸模21與由彈性構(gòu)件22施加向下的壓力的上外模23以及錐環(huán)25來(lái)構(gòu)成，用上模凸模21將坯料14壓入由于下模凹模5的上面5B與上外模23的下面23B接觸而形成的閉塞空間內(nèi)，以進(jìn)行鍛造加工的裝置。當(dāng)然，在鍛造加工之前，由于設(shè)置于錐環(huán)25內(nèi)部的錐面25A與設(shè)置于下模凹模5上的錐面5A，模腔9要收縮。
下面根據(jù)圖4說(shuō)明本發(fā)明的另一實(shí)施例。
具有凸緣部26c的下模凹模26由下彈性構(gòu)件30施加向上的推力，并由下導(dǎo)套4保持可以上下移動(dòng)。該凸緣部26c通過(guò)凸緣支承構(gòu)件31，由凸緣彈性構(gòu)件32施以向上的推力。在表示滑架1下降對(duì)坯料33進(jìn)行閉塞鍛造加工的途中的圖4的狀態(tài)時(shí)，凸緣部26c的外周由凸緣彈性構(gòu)件32的推力向上推，下模凹模26的中間部由上模凸模22向下壓，因此，凸緣部26的上面彈性變形成為凹入狀態(tài)，設(shè)置在下模凹模26上并且上部開(kāi)口的與鍛造加工所得的零件形狀相對(duì)應(yīng)的模腔9成為縮小的狀態(tài)，在這一狀態(tài)下進(jìn)行鍛造加工。就是說(shuō)，將坯料33投入料槽10內(nèi)下模凸模29的上面，隨著滑架1的下降由下模凸模29對(duì)坯料29進(jìn)行鍛造加工并將其壓入由于固定在滑架1上的上模凸模22的下面22B與下模凹模26的上面26B接觸而形成的閉塞空間內(nèi)。這種方法，模腔9上部的縮小較大，下部幾乎不變形或根據(jù)不同的場(chǎng)合有時(shí)還擴(kuò)大，與利用上述圖1的錐面5A、11A使模腔9縮小的情形可獲得相同的效果。
下面根據(jù)圖5、圖6、圖7說(shuō)明本發(fā)明的另一實(shí)施例。
上模凸模42固定在可上下滑動(dòng)的滑架41上，下模凸模49設(shè)置在墊板43上，可用下頂銷50向上頂。下模凹模44由下保持座48保持可以上下移動(dòng)，并由下彈性構(gòu)件47向上推壓。另外，在下模凹模44上，在上模凸模42側(cè)設(shè)置與鍛造加工的零件形狀相對(duì)應(yīng)的開(kāi)口的模腔45，與模腔45連接地設(shè)置料槽部46，在該料槽部46內(nèi)設(shè)置下模凸模49可以上下移動(dòng)。階梯心軸51具有大直徑部52與小直徑部53，由心軸用彈性構(gòu)件54施加向下的推壓力，可以上下移動(dòng)地保持在上模凸模42內(nèi)。
圖5的中心線左側(cè)的(A)的狀態(tài)是，將鍛造加工成形的零件的坯料55投入下模凹模44的料槽部46內(nèi)下模凸模49之上，滑架41下降，階梯心軸51的大直徑部52插入坯料55的通孔55A內(nèi)，大直徑部52與小直徑部53的階梯部同下模凸模49的上面接觸，上模凸模42的下面42A與下模凹模44的上面44A接觸。
圖5的中心線右側(cè)的(B)的狀態(tài)是，保持階梯心軸的大直徑部52與小直徑部53的階梯部同下模凸模49的上面接觸的狀態(tài)，下降到預(yù)先決定的加壓力作用到滑架41上，帶孔坯料55由下模凸模49鍛造加工到途中，形成中間零件。
圖6的中心線左側(cè)的(A)的狀態(tài)是，一面由下頂銷50將階梯心軸51頂起，使小直徑部52在成為加工途中的中間零件的坯料55的通孔內(nèi)移動(dòng)，一面使預(yù)先決定的滑架41的加壓力作用，一面使坯料塑性流動(dòng)到隨著這一移動(dòng)而產(chǎn)生的坯料55與階梯心軸51的間隙內(nèi)，還利用這一流動(dòng)使坯料55塑性流動(dòng)到模腔45內(nèi)坯料55未充填的外形部分。
圖6的中心線右側(cè)的(B)表示的狀態(tài)是，下頂銷50由鍛造加工開(kāi)始時(shí)上升L1，將階梯心軸51頂上去，在坯料55的通孔全長(zhǎng)范圍內(nèi)成為小直徑部52，滑架41下降到下死點(diǎn)，滑架41使預(yù)先決定的加壓力作用，使塑性流動(dòng)完畢，坯料55的塑性加工完畢而成為零件56。
圖7表示的狀態(tài)是，坯料55的鍛造加工完畢，滑架1上升，使下頂銷50由鍛造加工完畢時(shí)上升L2，將下模凸模49頂上去，并將成形的零件56由模腔45內(nèi)頂出。
設(shè)置于下模凸模49與頂銷50的階梯部的軸承61是為了可以回轉(zhuǎn)地支承下模凸模49而設(shè)置的，這是由于下述的情形例如零件56為斜齒輪，在將零件56由模腔45內(nèi)頂出時(shí)，要根據(jù)下模凸模49的上升，與齒輪的傾斜角相應(yīng)地進(jìn)行回轉(zhuǎn)。
在以往的技術(shù)中，對(duì)于具有鼓形齒的齒輪與具有倒錐的齒輪狀零件來(lái)說(shuō)，受到設(shè)置于凹模上的模腔的形狀所約束，在鍛造成形之后，將成形的零件由模腔內(nèi)取出時(shí)，不能通過(guò)剖面積較小的模腔零件出口，因此，只是鍛造加工不能獲得，要通過(guò)切削加工來(lái)取得。
從本發(fā)明來(lái)看，模腔的零件出口，在鍛造成形過(guò)程中，由于彈性變形而使其縮小，在取出零件時(shí)，恢復(fù)到未縮小的原來(lái)的尺寸，因此，即使是具有鼓形齒的齒輪與具有倒錐的齒輪狀零件也能利用鍛造加工進(jìn)行成形并將其取出。
并且，不將鋼材加熱而是在常溫的狀態(tài)下，用管狀帶孔坯料通過(guò)一次的鍛造加工而成為齒輪或齒輪狀零件的以往的技術(shù)，如果把模具的壽命也考慮進(jìn)去，在經(jīng)濟(jì)上還未曾有過(guò)實(shí)用的方法。
從本發(fā)明來(lái)看，使作用于滑架上的加壓力是模具壽命的容許范圍內(nèi)的加壓力，到一次鍛造加工中的途中，與以往一樣地成形，接著，不增大加壓力地使帶孔坯料塑性流動(dòng)到外形側(cè)的未充填部的空間與隨著內(nèi)徑側(cè)的心軸移動(dòng)而產(chǎn)生的內(nèi)徑側(cè)的空間內(nèi)而進(jìn)行成形，因此，不施加大的加壓力即能在一次鍛造加工中成形。
權(quán)利要求
1.一種齒輪狀零件的塑性加工方法，上模是固定設(shè)置在滑架上，下模是固定設(shè)置在墊板上，將上模凸模作為上模的滑架上的構(gòu)件固定設(shè)置在上模上，將下模凸模作為可以上下移動(dòng)的下模凹模與下模墊板上的構(gòu)件固定設(shè)置在下模上，利用下彈性構(gòu)件對(duì)于下模凹模施以向上的推力，下模凹模具有形成與所要獲得的零件外形相對(duì)應(yīng)的模腔的凹模部，以及與該凹模部連接的料槽部，在該料槽部?jī)?nèi)設(shè)置下模凸模，想要通過(guò)鍛造加工獲得的零件的坯料是投入該料槽部?jī)?nèi)，與上述下模凸模接觸并被保持，由于滑架的下降，具有與想要獲得的零件外形相對(duì)應(yīng)的模腔的下模凹模的上面同上模凸模接觸，由上模凸模與下模凹模形成閉塞空間，當(dāng)滑架進(jìn)一步下降時(shí)，在上模凸模與下模凹模保持接觸的狀態(tài)下，下模凹模下降，由不上下移動(dòng)的下模凸模向上述閉塞空間內(nèi)擠壓的坯料進(jìn)行塑性變形而被擠壓入上述閉塞空間內(nèi)，在如上述那樣成形的齒輪狀零件的塑性加工中，其特征在于在上述下模凹模上，在上面的突出的中間部分設(shè)置模腔，在外周部分設(shè)置錐部，在上述上模凸模上，設(shè)置向下面開(kāi)口的錐部，上模凸模與下模凹模的錐部的錐面由于滑架的下降而進(jìn)行配合，由于該上模凸模將下模凹模上面突出的錐部壓縮而使其彈性變形，在下模凹模的錐部的中間部分上設(shè)置的模腔縮小，在此模腔縮小的狀態(tài)下塑性加工齒輪狀零件，然后，滑架上升，錐部的配合解除，因此，下模凹模的模腔恢復(fù)原有的尺寸，模腔比縮小了的塑性加工過(guò)程中的尺寸擴(kuò)大。
2.一種齒輪狀零件的塑性加工方法，上模是固定設(shè)置在滑架上，下模是固定設(shè)置在墊板上，將上模凸模作為滑架上的構(gòu)件固定設(shè)置在上模上，將下模凸模作為可以上下移動(dòng)的下模凹模與下模的墊板上的構(gòu)件固定設(shè)置在下模上，利用下彈性構(gòu)件對(duì)于下模凹模施以向上的推力，下模凹模具有形成與所要獲得的零件外形相對(duì)應(yīng)的模腔的凹模部，以及與該凹模部連接的料槽部，在該料槽部?jī)?nèi)設(shè)置下模凸模，想要通過(guò)鍛造加工獲得的零件的坯料是投入到該料槽內(nèi)，與上述下模凸模接觸并被保持，由于滑架的下降，具有與想要獲得的零件外形相對(duì)應(yīng)的模腔的下模凹模同上模凸模接觸，由上模凸模的下面與下模凹模形成閉塞空間，當(dāng)滑架進(jìn)一步下降時(shí)，在上模凸模與下模凹模保持接觸的狀態(tài)下，下模凹模下降，坯料由下模凸模擠壓而壓入上述閉塞空間內(nèi)，在如上述那樣進(jìn)行塑性變形而成形的齒輪狀零件的塑性加工中，其特征在于在上述下模凹模的設(shè)置有模腔的上面的外周部分設(shè)置凸緣，在該凸緣部分的下側(cè)設(shè)置能向上施加推力的受壓構(gòu)件，隨著滑架的下降，受壓構(gòu)件的向上的推力作用于該凸緣部分上，使該凸緣部分彈性變形，設(shè)置在中間部分的模腔縮小，在此模腔縮小的狀態(tài)下對(duì)齒輪狀零件進(jìn)行塑性加工，在加工完畢后滑架上升時(shí)，受壓構(gòu)件的向上的推力不作用于該凸緣部分上，下模凹模的模腔比塑性加工過(guò)程中擴(kuò)大。
3.一種具有通孔的齒輪狀零件的塑性加工方法，上模是固定設(shè)置在滑架上，將上模凸模作為上模的滑架上的構(gòu)件固定設(shè)置在上模上，設(shè)置具有大直徑部與小直徑部的階梯部的階梯心軸可以上下移動(dòng)，下模是固定設(shè)置在墊板上，將下模凸模作為可以上下移動(dòng)的下模凹模與下模的墊板上的構(gòu)件固定設(shè)置在下模上，利用下彈性件對(duì)于下模凹模施以向上的推力，下模凹模具有形成與所要獲得的零件外形相對(duì)應(yīng)的模腔的凹模部，以及與該凹模部連接的料槽部，在該料槽部?jī)?nèi)設(shè)置下模凸模，將在中間具有通孔的帶孔坯料投入該料槽內(nèi)，與上述下模凸模接觸并被保持，由于滑架的下降，具有與所要獲得的零件外形相對(duì)應(yīng)的模腔的下模凹模與上模凸模接觸，由上模凸模與下模凹模形成閉塞空間，心軸插入帶孔坯料的通孔內(nèi)進(jìn)行鍛造加工，在上述用帶通孔的坯料進(jìn)行的齒輪狀零件的塑性加工中，其特征在于在上述上模上設(shè)置具大直徑部與小直徑部的心軸，在將階梯心軸的大直徑部插入帶孔坯料內(nèi)的狀態(tài)下，使滑架下降，在上模凸模與下模凹模保持接觸的狀態(tài)下使下模凹模下降，利用下模凸模擠壓坯料直到達(dá)到預(yù)先確定的變形阻力，塑性變形到在上述閉塞空間與坯料之間有一部未充填的空間的狀態(tài)，將坯料成形為中間零件，繼而使階梯心軸向上方移動(dòng)，使階梯心軸的小直徑部移動(dòng)到中間零件的通孔內(nèi)，或是一面使階梯心軸移動(dòng)，一面再使滑架下降，利用下模凸模使中間零件依次塑性變形而充填到中間零件與階梯心軸的間隙以及中間零件與上述閉塞空間的間隙內(nèi)。
全文摘要
在齒輪或齒輪狀零件的鍛造加工中，為了通過(guò)鍛造加工獲得具有凸起或倒錐的零件，使凹模彈性變形因而設(shè)置在凹模上的模腔縮小，然后，進(jìn)行鍛造加工，待加工完畢后，模腔恢復(fù)原來(lái)的尺寸，取出加工好的零件，對(duì)于用管狀的帶孔坯料進(jìn)行的鍛造加工來(lái)說(shuō)，是使用階梯心軸的大直徑部加工到途中，繼而使階梯心軸在帶孔坯料中移動(dòng)，通過(guò)塑性流動(dòng)充填到成為小直徑部的部分上所產(chǎn)生的空間與外形部的未充填空間部?jī)?nèi)而成型，以獲得具有通孔的零件。
文檔編號(hào)B21K1/28GK1139027SQ9510708
公開(kāi)日1997年1月1日 申請(qǐng)日期1995年6月26日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月26日
發(fā)明者小林一登 申請(qǐng)人:會(huì)田工程株式會(huì)社