[實用新型]油泵齒輪軸精鍛成形模具

有效

• 申請號: 201420265110.6
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號: CN203900353U
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 王寶雨;左斌;楊樂毅;史全宇
• 申請（專利權）人: 北京科技大學;山東大為齒輪傳動有限公司
• 主分類號: B21J13/02
• 分類號: B21J13/02;B21K1/06
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術領域

本實用新型屬于齒輪軸的加工技術領域，提供了一種凹模分層式油泵齒輪軸精鍛成形的模具結構，用于油泵齒輪軸精鍛生產。

背景技術

齒輪油泵廣泛運用于液體輸送和液壓系統等裝置中，油泵中的齒輪軸屬于機械結構中常用的基礎零件，齒輪泵齒輪通常不是標準齒輪，齒輪泵齒輪具有較大的變位系數和較高的齒頂高。為了適應齒輪泵體積緊湊，準配精度高的特點，齒輪泵齒輪一般是齒輪帶軸整體加工。目前齒輪加工工藝一般首先熱鍛成形齒坯，齒形則通過滾齒、插齒、剃齒和磨齒等切削工藝完成。采用切削工藝方法生產齒輪，加工時間長，生產效率低、生產成本高。同時切削加工會破壞金屬的纖維組織，因而輪齒的彎曲疲勞強度、齒面接觸疲勞強度與耐磨性、使用壽命等都會降低，并且切削加工材料利用率低，能耗高。

齒輪精鍛是利用金屬高溫時良好的塑性使輪齒成形，即利用金屬塑性變形的原理，按照金屬壓力加工成形方法制造輪齒。用鍛造方法生產齒輪具有生產率高、節約材料、降低成本節能環保等特點，并且由于齒部金屬流線連續，沿齒廓分布，齒輪強度高、壽命長等優點，因此齒輪精鍛成形工藝是一種極具發展潛力的工業生產手段。

發明內容

本實用新型提供了一種凹模分層式油泵齒輪軸精鍛成形的模具結構，用于油泵齒輪軸軸體及齒形的粗加工，加工效率高，節約材料，生產成本低；凹模分層的結構，結構緊湊，出模方便，模具零件形狀簡單，加工成本低。

本實用新型的技術方案是：油泵齒輪軸精鍛成形的模具結構及成形方法。模具結構包括上模1，下模上層2，齒形模具3，下模下層4，底座5，下模外圈6，下模座7，脫模環8。其中上模1是一個簡單的凸桿結構，主要作用是形成封閉模腔和傳遞鍛造能量；下模上層2用于成形齒輪軸的一端側軸，齒形模具3是用于成形齒輪軸的齒形部分，下模下層4用于成形齒輪軸的側軸。底座5用于承載齒輪軸的成形壓力，下模外圈6用于固定下模座，下模座7用于保證整套模具的定位精度和承載過多的鍛壓力，脫模環8用于防止鍛造過程中卡料而產生的下模上層2被帶起。

其中，模具型腔分為三層，下模上層2、齒形模具3和下模下層4，分別成形齒輪軸的兩個側軸和齒形，三層的形位精度由下模外圈7保證；下模上層2和齒形模具3為內外圈過盈裝配組合而成，以對模具施加預緊力，防止模具在鍛造過程中受力開裂而失效；齒形模具3的齒形可由線切割直接加工而成，加工簡單，精度高，加工成本低；鍛造過程中，若鍛件金屬流入上模1與下模上層2之間的空隙，下模上層2將鍛造結束時，即在上模1抬起時將被帶起，這時脫模環8將下模上層2擋住，保證模具分離。

本實用新型的優點在于：

1）本實用新型采用精密鍛造方法加工油泵齒輪軸，可以代替傳統切削加工中的粗加工；

2）與傳統切削加工相比加工效率可提高10~50倍，材料利用率可達到80%以上，提高20~40個百分點，產品性能也有一定程度提高；

3）采用凹模分層式結構，結構緊湊，解決了油泵齒輪軸精鍛模具分模困難的問題，模具零件形狀簡單，加工成本低。

附圖說明

圖1為本實用新型的油泵齒輪軸精鍛模具總裝圖，其中：1為上模，2為下模上層，3為齒形模具，4為下模下層，5為底座，6為下模外圈，7為下模座，8為脫模環；

圖2為模具中下模上層零件圖；

圖3為模具中齒形模具零件圖；

圖4為本實用新型精鍛的油泵齒輪軸實例。

具體實施方式

本實用新型實例所鍛造的油泵齒輪軸（圖4），包括齒形部分和兩側軸部分；下模下層高度等于齒輪軸側軸高度，齒形模具高度等于齒輪軸齒形高度；齒形模具和下模下層均由內外圈過盈裝配而成；模具各個部分按圖1所示結構裝配：上模1裝于壓力機上滑塊之下，底座5、下模下層4、齒形模具3（圖3）、下模上層2（圖2）依次裝入下模座7中，并由下模外圈6固定在壓力機機座之上；脫模環8由螺母固定在下模外圈6之上。

本實例模具安裝在1000T雙盤摩擦壓力機上進行油泵齒輪軸精鍛加工，鍛壓速度約為200mm/s，鍛造模具及鍛件均涂抹水基石墨潤滑劑。