[发明专利]一种齿轮冲孔切边复合模及其方法

说明书

技术领域

本发明属于齿轮加工技术领域，具体涉及一种齿轮冲孔切边复合模及其方法。

背景技术

在差速器精锻直齿锥齿轮生产的历史中，其生产工艺经过了数次变革。二十世纪八十年代以前，差速器直齿锥齿轮大多沿用传统的切削加工锥齿齿形，即采用格里森刨齿机刨齿成型，不仅浪费材料，而且生产效率极低；因而进入二十世纪九十年代，精锻直齿锥齿轮因具有节能、节材、结实耐用而逐渐代替传统的切削齿轮，此先进工艺已被齿轮行业及采购商乐于接受，但精锻直齿锥齿轮经过近二三十年的发展、提升，节约材料这一主题始终没有达到最佳效果。

现在的精锻直齿锥齿轮，其基本工艺为：下料→剥皮→一火两锻→冷切边→抛丸→钻内孔→车外轮廓→精车内孔→拉削内花键→清洗→热处理渗碳淬火→抛丸→磨削安装基准面。锥齿轮加工行业，一直在外轮廓机加工余量上下功夫，但此机加余量又受上下模具中心错移量及锻造设备上滑块间隙所限，使得直齿半轴锥齿轮锻坯径向余量只能控制在1.5mm左右，而对于半轴齿轮的内孔材料，一直没有得到有效利用，特别是对于大孔径（φ50～φ70）齿轮，仍采用钻削去除内孔原材料，这样不仅加工效率低、钻头消耗高，而且也严重浪费原材料。

发明内容

本发明为了提高精锻直齿锥齿轮的材料利用率及机加工（免钻孔）效率，而提供一种冲孔切边复合模及其方法，以同时达到冲去精锻时齿轮的内孔连皮及开式锻造时外周的齿形飞边。

本发明所采用的技术方案是：

一种齿轮冲孔切边复合模，包括自上而下同轴设置的冲孔装置、切边下齿形模、切边下模座和控制系统，所述的冲孔装置包括压力机和设置在压力机的动作端的复合冲头，所述的复合冲头的下端部设置有呈台阶状的第一阶位台面和第二阶位台面；所述的切边下模座上端面设置有与切边下齿形模匹配对应的限位沉台，所述的切边下模座呈圆周均布设置有至少两个径向挡块，所述的径向挡块外端部设置有驱动径向挡块径向往复运动的动力推杆。

进一步地，所述压力机动作端与复合冲头之间设置有固定支撑机构，所述的固定支撑机构包括与压力机动作端的滑块固定连接的上模板、固定设置在复合冲头上端部的冲头座、和匹配压设在冲头座上的压板，所述压板与上模板之间通过螺栓固定连接。

进一步地，所述的切边下模座为一体铸造成型或焊接成型，切边下模座前后开有取料口，在切边下模座的底部设置有缓冲垫。

进一步地，所述的控制系统包括设置在压力机的上下限位处的行程开关、PLC装置和电磁阀，由行程开关给出压力机的动作位置信号，通过PLC装置控制电磁阀动作，进一步由动力推杆驱动径向挡块的往复运动。

进一步地，所述的动力推杆为气缸、液压缸或电动推杆。

一种利用以上所述的齿轮冲孔切边复合模的齿轮冲孔切边方法，包括以下步骤：

步骤一：组装、调试、校准齿轮冲孔切边复合模，将已锻造成形的齿轮锻坯置于切边下齿形模内，启动压力机下行动作，复合冲头随之下行动作，由复合冲头的第一阶位台面与齿轮锻坯柄部的冲孔连皮上端面接触，压力机继续下行动作，完成齿轮锻坯的冲孔工序；

步骤二：冲孔工序完成后，压力机继续下行动作，复合冲头的第二阶位台面与齿轮锻坯柄部端面接触，随着压力机的继续下行动作，复合冲头和齿轮锻坯随之下行，齿轮锻坯外周齿形飞边在切边下齿形模的作用下完成切边工序；

步骤三：压力机继续下行动作，齿轮锻坯随复合冲头继续下行至压力机的下限位处；下限位处的行程开关将信号通过PLC装置传递给电磁阀，通过电磁阀控制动力推杆动作，径向挡块伸出，且径向挡块端部与齿轮锻坯的上端面错位贴合；

步骤四：动力推杆的顶推动作完成后，压力机开始上行动作，齿轮锻坯在复合冲头上行动作和径向挡块的向下顶推作用下，使齿轮锻坯与复合冲头脱离，齿轮锻坯落入切边下模座底部的缓冲垫上，而压力机继续回升至上限位处；

步骤五：此时，上限位处的行程开关将信号通过PLC装置传递给电磁阀，通过电磁阀控制动力推杆动作，使径向挡块缩回，至此完成整个齿轮锻坯的冲孔切边。

进一步地，所述齿轮锻坯柄部的冲孔连皮的厚度为6mm～10mm。

进一步地，所述压力机为闭式单点压力机。

进一步地，所述齿轮锻坯为直齿锥齿轮。