一种用于大规格直齿锥齿轮多步成型设备的模具制造技术

本发明专利技术公开了一种用于大规格直齿锥齿轮多步成型设备的模具，所述模具为同一直齿锥齿轮模具组，所述同一直齿锥齿轮模具组包括齿轮不同加工过程中分别对应使用的平模模具、温锻成形模具、温锻整形模具和冷锻精整模具。本发明专利技术的成形设备的模具适用于大规格直齿锥齿轮的加工，通过齿轮不同阶段成形时成形阻力的不同，将成形过程再原有一次成形的基础上分为温锻和冷锻两次成形；由于温锻过程不同阶段成形阻力变化较大，为了保护模具，将温锻过程分为三次锻压，对加工工艺改进之后，对模具进行改进，将一套模具改为四套模具，模具改进之后根据加工时模具不同部分的运动情况对成形设备进行改进。

Mold for large scale straight tooth bevel gear multi-step forming equipment

The invention discloses a die for multi-step forming equipment of large-size spur bevel gears. The die is the same spur bevel gear die group, which comprises a flat die die, a warm forging forming die, a warm forging shaping die and a cold forging finishing die respectively used in different gear processing processes. . The die of the forming equipment of the invention is suitable for processing large straight bevel gears, and the forming process is divided into warm forging and cold forging on the basis of the original one-time forming through the different forming resistance of the gears in different stages. The warm forging process is divided into three times forging. After improving the processing technology, the die is improved, and one set of die is changed into four sets of die.

【技术实现步骤摘要】
一种用于大规格直齿锥齿轮多步成型设备的模具
本专利技术涉及一种用于大规格直齿锥齿轮多步成型设备的模具，属于齿轮的技术制造领域。
技术介绍
齿轮精锻技术是指齿轮轮齿由还料经过精锻直接获得完整齿形，而齿面不需切削加工，或仅需少许精加工即可使用的齿轮制造技术。长期以来，直齿锥齿轮采用金属切削方式，技术成熟，工艺可靠，但齿轮的齿根部金属纤维被切断，使得齿轮强度减弱，且切削加工效率低、成本高，不适合于大批量生产。而传统直接一次锻造成形法虽然提高了加工效率，减少了材料浪费，但产品精度低，且模具磨损严重。与传统的切削加工工艺相比，齿轮精锻工艺可改善齿轮组织，提高力学性能；提高材料利用率和生产效率，降低生产成本；减少热处理时的齿廓变形，提高齿的耐磨性和啮合时的平稳性，提高使用寿命。普通一次锻压加工，不能根据齿轮不同阶段成形抗力进行分段加工，导致模具磨损严重，并且一次锻压时不能对成形后的齿轮精整，导致齿轮锻压后精度不高、有飞边，需增加一道机加工工序提高精度，从而降低了企业生产效率。针对机加工生产效率低、材料浪费严重和一次锻压成形过程中不能去除飞边和模具磨损严重的问题，有必要改良模具与加工工艺，以避免机加工和一次锻压成形所带来的问题，提高和改善模具的成形效果及质量，降低生产成本，提高生产效率，完善模具的成形工艺。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是提供一种用于大规格直齿锥齿轮多步成型设备的模具，以避免机加工和一次锻压成形所带来的问题，提高和改善模具的成形效果及质量，降低生产成本，提高生产效率，完善模具的成形工艺。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种用于大规格直齿锥齿轮多步成型设备的模具，所述模具为同一直齿锥齿轮模具组，所述所述同一直齿锥齿轮模具组包括齿轮不同加工过程中分别对应使用的平模模具、温锻成形模具、温锻整形模具和冷锻精整模具，所述平模模具包括平模凸模和平模凹模，所述平模凸模包括第一平模上模、第二平模上模，所述平模凹模包括第一平模下模、第二平模下模，所述第一平模上模为圆柱凸模，所述第二平模上模为圆筒凸模，所述第一平模上模卡接设于第二平模上模内，所述第一平模下模为实心圆柱体，所述第二平模下模为圆筒，所述第一平模下模插设在第二平模下模内；所述温锻成形模具包括温锻成形凸模和温锻成形凹模，所述温锻成形凸模包括同轴设置的第一温锻成形上模、第二温锻成形上模、第三温锻成形上模和第四温锻成形上模，所述温锻成形凹模包括同轴设置的第一温锻成形下模、第二温锻成形下模和第三温锻成形下模，所述第一温锻成形上模为圆柱凸模，其下端部模型处直径等于齿轮安装孔内径，所述第一温锻成形上模卡接设于第二温锻成形上模内，所述第二温锻成形上模为圆筒凹模，其外端口处设有齿形模，齿形模的齿形尺寸为半成型尺寸，其内端口处设有齿轮安装孔模，所述第二温锻成形上模卡接设于第三温锻成形上模内，所述第三温锻成形上模为圆筒，所述第二温锻成形上模卡接设于第三温锻成形上模内，所述第三温锻成形上模卡接设于第四温锻成形上模内，所述第四温锻成形上模为圆筒，所述第一温锻成形下模为实心圆柱，其上端面中间设有凸出部分，所述凸出部分直径等于对应型号直齿锥齿轮轴径，其余凸出部分为直齿锥齿轮非工作地面形状模型，所述第一温锻成形下模插设于第二温锻成形下模内，所述第二温锻成形下模为圆筒，其内壁上端端面处有倒角，所述第二温锻成形下模插设于第三温锻成形下模内，所述第三温锻成形下模为圆筒；所述温锻整形模具包括温锻整形凸模和温锻整形凹模，所述温锻整形凸模包括同轴设置的第一温锻整形上模、第二温锻整形上模、第三温锻整形上模和第四温锻整形上模，所述温锻整形凹模包括同轴设置的第一温锻整形下模、第二温锻整形下模和第三温锻整形下模，所述第一温锻整形上模为圆柱凸模，其端部模型处的直径等于齿轮安装孔内径，所述第一温锻整形上模插设于第二温锻整形上模内，所述第二温锻整形上模为圆筒凹模，其模型端设有齿轮非工作端模，所述第二温锻整形上模卡接设于第三温锻整形上模内，所述第三温锻整形上模为圆筒，其模型端与第二温锻整形上模模型端工作时，两者共同构成齿轮非工作端面模型,所述第三温锻整形上模卡接设于第四温锻整形上模内，所述第四温锻整形上模为圆筒，锻压过程中与第三温锻整形上模同步运动，保护第三温锻整形上模，所述第一温锻整形下模为实心圆柱，其上端面中间设有第一凸出部分，凸出部分的直径等于待加工直齿锥齿轮轴径，在第一凸出部分的外围还设有第二凸出部分，第二凸出部分为直齿锥齿轮非工作地面形状模型，所述第二温锻整形下模为圆筒，其内径等于第一温锻整形上模外径，第二温锻整形下模的模型端的尺寸与待加工齿轮工作面的理论尺寸相同，所述第一温锻整形下模设于所述第二温锻整形下模内，所述第三温锻整形下模为圆筒，其内径等于第二温锻整形下模外径，所述第二温锻整形下模设于第三温锻整形下模内；所述冷锻精整模具包括冷锻精整凸模和冷锻精整凹模，所述冷锻精整凸模包括同轴设置的第一冷锻精整上模和第二冷锻精整上模，所述冷锻精整凹模包括同轴设置的第一冷锻精整下模、第二冷锻精整下模和第三冷锻精整下模，所述第一冷锻精整上模为圆筒凸模，其端部的模型端处设有齿轮非工作端模，所述第二冷锻精整上模为圆筒，所述第一冷锻精整上模卡接设于第二冷锻精整上模内，锻压过程中与第一冷锻精整上模同步运动，保护第一冷锻精整上模，所述第一冷锻精整下模为圆筒凹模，其模型端上端面中间设有凸出部分，凸出部分直径等于待加工齿轮轴径，模型端上端面外周还设有其余凸出部分，所述其余凸出部分为直齿锥齿轮非工作地面形状模型，第二冷锻精整下模为圆筒，其内径小于第一冷锻精整下模的内径，所述第二冷锻精整下模外径与第一冷锻精整外径相等，且等于第三冷锻精整模内径，所述第三冷锻精整下模为圆筒，内径和第一、第二冷锻精整模外径相等，所述第一冷锻精整下模设于第二冷锻精整下模上方，且第一、第二冷锻精整模均设于第三冷锻精整下模内。优选地，所述第一平模上模、第二平模上模通过台阶相互卡接设置。优选地，所述第一温锻成形上模、第二温锻成形上模、第三温锻成形上模和第四温锻成形上模之间通过台阶相互卡接设置。优选地，所述第一温锻整形上模、第二温锻整形上模、第三温锻整形上模和第四温锻整形上模之间通过台阶相互卡接设置。优选地，所述第一冷锻精整上模和第二冷锻精整上模通过台阶相互卡接设置。本专利技术还公开了一种大规格直齿锥齿轮精锻成形工艺，使用平模模具将原料镦粗；使用温锻成形模具加工齿形；使用温锻整形模具矫正齿形；使用冷锻精整模具去飞边、精整齿形，具体包括如下步骤：（一）、将加工原料在电炉中加热至850℃；（二）、将平模模具放置在精锻成形设备上，根据所需直齿锥齿轮尺寸调整锻压机吨位将原料在平模上镦粗到所需厚度；（三）、在锻压机开模的状态下，将上、下模具加热到350℃；（四）、将温锻成形模具放置在精锻成形设备上，温锻成形凸模下移，当温锻成形凸模、温锻成形凹模接触时，第二温锻成形下模与第三温锻成形上模接触，同时第三温锻成形下模与第四温锻成形上模接触，并且继续向下运动，根据直齿锥齿轮尺寸，设置冲压吨位，获得粗加工齿形的齿轮；（五）、将温锻整形模具放置在精锻成形设备上，温锻整形凸模下移，当温锻整形凸模、温锻整形凹模接触时，第二温锻整形下模与第三温锻整形上模接触，同时第三温锻整形下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于大规格直齿锥齿轮多步成型设备的模具，其特征在于：所述模具为同一直齿锥齿轮模具组，所述同一直齿锥齿轮模具组包括齿轮不同加工过程中分别对应使用的平模模具、温锻成形模具、温锻整形模具和冷锻精整模具，所述平模模具包括平模凸模和平模凹模，所述平模凸模包括第一平模上模、第二平模上模，所述平模凹模包括第一平模下模、第二平模下模，所述第一平模上模为圆柱凸模，所述第二平模上模为圆筒凸模，所述第一平模上模卡接设于第二平模上模内，所述第一平模下模为实心圆柱体，所述第二平模下模为圆筒，所述第一平模下模插设在第二平模下模内；所述温锻成形模具包括温锻成形凸模和温锻成形凹模，所述温锻成形凸模包括同轴设置的第一温锻成形上模、第二温锻成形上模、第三温锻成形上模和第四温锻成形上模，所述温锻成形凹模包括同轴设置的第一温锻成形下模、第二温锻成形下模和第三温锻成形下模，所述第一温锻成形上模为圆柱凸模，其下端部模型处直径等于齿轮安装孔内径， 所述第一温锻成形上模卡接设于第二温锻成形上模内，所述第二温锻成形上模为圆筒凹模，其外端口处设有齿形模，齿形模的齿形尺寸为半成型尺寸，其内端口处设有齿轮安装孔模，所述第二温锻成形上模卡接设于第三温锻成形上模内，所述第三温锻成形上模为圆筒，所述第二温锻成形上模卡接设于第三温锻成形上模内，所述第三温锻成形上模卡接设于第四温锻成形上模内，所述第四温锻成形上模为圆筒，所述第一温锻成形下模为实心圆柱，其上端面中间设有凸出部分，所述凸出部分直径等于对应型号直齿锥齿轮轴径，其余凸出部分为直齿锥齿轮非工作地面形状模型，所述第一温锻成形下模插设于第二温锻成形下模内，所述第二温锻成形下模为圆筒，其内壁上端端面处有倒角，所述第二温锻成形下模插设于第三温锻成形下模内，所述第三温锻成形下模为圆筒；所述温锻整形模具包括温锻整形凸模和温锻整形凹模，所述温锻整形凸模包括同轴设置的第一温锻整形上模、第二温锻整形上模、第三温锻整形上模和第四温锻整形上模，所述温锻整形凹模包括同轴设置的第一温锻整形下模、第二温锻整形下模和第三温锻整形下模，所述第一温锻整形上模为圆柱凸模，其端部模型处的直径等于齿轮安装孔内径，所述第一温锻整形上模插设于第二温锻整形上模内，所述第二温锻整形上模为圆筒凹模，其模型端设有齿轮非工作端模，所述第二温锻整形上模卡接设于第三温锻整形上模内，所述第三温锻整形上模为圆筒，其模型端与第二温锻整形上模模型端工作时，两者共同构成齿轮非工作端面模型,所述第三温锻整形上模卡接设于第四温锻整形上模内，所述第四温锻整形上模为圆筒，锻压过程中与第三温锻整形上模同步运动，保护第三温锻整形上模，所述第一温锻整形下模为实心圆柱，其上端面中间设有第一凸出部分，凸出部分的直径等于待加工直齿锥齿轮轴径，在第一凸出部分的外围还设有第二凸出部分，第二凸出部分为直齿锥齿轮非工作地面形状模型，所述第二温锻整形下模为圆筒，其内径等于第一温锻整形上模外径，第二温锻整形下模的模型端的尺寸与待加工齿轮工作面的理论尺寸相同，所述第一温锻整形下模设于所述第二温锻整形下模内，所述第三温锻整形下模为圆筒，其内径等于第二温锻整形下模外径，所述第二温锻整形下模设于第三温锻整形下模内；所述冷锻精整模具包括冷锻精整凸模和冷锻精整凹模，所述冷锻精整凸模包括同轴设置的第一冷锻精整上模和第二冷锻精整上模，所述冷锻精整凹模包括同轴设置的第一冷锻精整下模、第二冷锻精整下模和第三冷锻精整下模，所述第一冷锻精整上模为圆筒凸模，其端部的模型端处设有齿轮非工作端模，所述第二冷锻精整上模为圆筒，所述第一冷锻精整上模卡接设于第二冷锻精整上模内，锻压过程中与第一冷锻精整上模同步运动，保护第一冷锻精整上模，所述第一冷锻精整下模为圆筒凹模，其模型端上端面中间设有凸出部分，凸出部分直径等于待加工齿轮轴径，模型端上端面外周还设有其余凸出部分，所述其余凸出部分为直齿锥齿轮非工作地面形状模型，第二冷锻精整下模为圆筒，其内径小于第一冷锻精整下模的内径，所述第二冷锻精整下模外径与第一冷锻精整外径相等，且等于第三冷锻精整模内径，所述第三冷锻精整下模为圆筒，内径和第一、第二冷锻精整模外径相等，所述第一冷锻精整下模设于第二冷锻精整下模上方，且第一、第二冷锻精整模均设于第三冷锻精整下模内。...

【技术特征摘要】
1.一种用于大规格直齿锥齿轮多步成型设备的模具，其特征在于：所述模具为同一直齿锥齿轮模具组，所述同一直齿锥齿轮模具组包括齿轮不同加工过程中分别对应使用的平模模具、温锻成形模具、温锻整形模具和冷锻精整模具，所述平模模具包括平模凸模和平模凹模，所述平模凸模包括第一平模上模、第二平模上模，所述平模凹模包括第一平模下模、第二平模下模，所述第一平模上模为圆柱凸模，所述第二平模上模为圆筒凸模，所述第一平模上模卡接设于第二平模上模内，所述第一平模下模为实心圆柱体，所述第二平模下模为圆筒，所述第一平模下模插设在第二平模下模内；所述温锻成形模具包括温锻成形凸模和温锻成形凹模，所述温锻成形凸模包括同轴设置的第一温锻成形上模、第二温锻成形上模、第三温锻成形上模和第四温锻成形上模，所述温锻成形凹模包括同轴设置的第一温锻成形下模、第二温锻成形下模和第三温锻成形下模，所述第一温锻成形上模为圆柱凸模，其下端部模型处直径等于齿轮安装孔内径，所述第一温锻成形上模卡接设于第二温锻成形上模内，所述第二温锻成形上模为圆筒凹模，其外端口处设有齿形模，齿形模的齿形尺寸为半成型尺寸，其内端口处设有齿轮安装孔模，所述第二温锻成形上模卡接设于第三温锻成形上模内，所述第三温锻成形上模为圆筒，所述第二温锻成形上模卡接设于第三温锻成形上模内，所述第三温锻成形上模卡接设于第四温锻成形上模内，所述第四温锻成形上模为圆筒，所述第一温锻成形下模为实心圆柱，其上端面中间设有凸出部分，所述凸出部分直径等于对应型号直齿锥齿轮轴径，其余凸出部分为直齿锥齿轮非工作地面形状模型，所述第一温锻成形下模插设于第二温锻成形下模内，所述第二温锻成形下模为圆筒，其内壁上端端面处有倒角，所述第二温锻成形下模插设于第三温锻成形下模内，所述第三温锻成形下模为圆筒；所述温锻整形模具包括温锻整形凸模和温锻整形凹模，所述温锻整形凸模包括同轴设置的第一温锻整形上模、第二温锻整形上模、第三温锻整形上模和第四温锻整形上模，所述温锻整形凹模包括同轴设置的第一温锻整形下模、第二温锻整形下模和第三温锻整形下模，所述第一温锻整形上模为圆柱凸模，其端部模型处的直径等于齿轮安装孔内径，所述第一温锻整形上模插设于第二温锻整形上模内，所述第二温锻整形上模为圆筒凹模，其模型端设有齿轮非工作端模，所述第二温锻整形上模卡接设于第三温锻整形上模内，所述第三温锻整形上模为圆筒，其模型端与第二温锻整形上模模型端工作时，两者共同构成齿轮非工作端面模型,所述第三温锻整...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪俊芳，陈云，王德力，倪寅钊，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32