CN105855354A - 一种链轮冲裁成形方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及链轮制备技术领域，特指一种链轮冲裁成形方法和装置。与挤压成形相比，本发明专利提出了精密冲裁方法，即在冲裁前用压边圈先压住毛坯，防止冲裁过程中内外金属板料窜动，在配合凸凹模间的小间隙(间隙值为0.5mm)以及凹模上表面的锥形突起，形成冲裁局部区域的三向压应力状态，保证冲裁的塑性变形顺利实现。本发明的精冲时间为2‑3s，缩短了链轮加工的时间，具有操作简便，废料少，振动低、噪声小等优点，避免了挤压成形所带来的成本上升，以及加工时间长问题。

Description

一种链轮冲裁成形方法和装置
技术领域
本发明涉及链轮制备技术领域，特指一种链轮冲裁成形方法和装置，可以提高链轮成形效率，节省材料成本，改善链轮的力学性能。
背景技术
链轮广泛应用于传动***，其轮齿强度和抗磨损性能显得十分重要，链轮通常通过挤压形成轮齿，然后通过热处理提高硬度，这种制造方法既浪费时间，又增加成本。
与挤压成形相比，本发明专利提出了精密冲裁方法，即在冲裁前用压边圈先压住毛坯，防止冲裁过程中内外金属板料窜动，再配合凸凹模间的小间隙(间隙值为0.5mm)以及凹模上表面的锥形突起，形成冲裁局部区域的三向压应力状态，保证冲裁的塑性变形顺利实现。精密冲裁成型过程中会产生强烈的塑性变形，晶粒被压缩变得细长，其中晶体取向导致了沿着齿形宽度方向上发生明显硬化，链轮的磨损性能得到明显提高。低合金碳钢采用这种方法成形可以达到采用挤压成形的中碳合金钢的力学性能，不仅节约了成本，而且又缩短了生产时间。
发明内容
本发明专利针对挤压成形所存在的加工时间长和成本较高的问题，提出了一种采用精冲加工链轮方法。
本发明采用矿物油为润滑剂
本发明专利的工艺流程：下料→涂覆润滑油→精冲→卸料→检查。
本发明的精冲时间为2-3s，缩短了链轮加工的时间，具有操作简便，废料少，振动低、噪声小等优点，避免了挤压成形所带来的成本上升，以及加工时间长问题。
所采用的模具结构包括上模部分、下模部分、卸料装置及导向装置。
所述上模部分包括上模座、模柄、固定板、凸模和压边圈。
所述的下模部分包括下模座、凹模固定板和齿形凹模。
所述卸料装置包括顶件器、顶杆、垫板和液压柱塞。
所述的导向装置由导柱和导套组成，导柱和导套之间采用间隙配合，导套和上模座之间采用过盈配合，导柱和下模座之间采用过盈配合。
模柄由固定板固定在上模座内腔中，模柄下端连接凸模，凸模四周安装有压边圈，压边圈与上模座通过螺纹连接。
齿形凹模位于下模座上，齿形凹模四周安装有凹模固定板，凹模固定板同样位于下模座上。
下模座底部型腔内设有垫板，垫板下方设有液压柱塞，垫板上方的顶杆穿过下模座与位于齿形凹模内的顶件器连接。
所述的凹模的特征在于，凹模与凹模固定板采用过盈配合，过盈量为0-0.2mm，凹模型腔脱膜斜度为4°。
所述凹模为圆柱形，厚度比待压毛坯厚度多5mm，凹模外径较链轮最大外径多10mm，凹模内侧表面沿圆周均布有与链轮轮齿形状相同的倒V形齿，凹模上表面沿圆周对称分布锥形突起，突起厚度为1.5mm，锥角为30°。
所述凸模为圆柱形，凸模外侧表面沿圆周均布有与链轮轮齿形状相同的V形齿。
所述凹模固定板左右各一块，分布在凹模两侧，圆弧弧度与毛坯相同，固定在下模座上。
所述压边圈外径尺寸与凹模相同，内侧表面沿圆周均布有与链轮轮齿形状相同的倒V形齿，与上模座通过螺纹连接，压边圈下表面沿圆周对称也分布有锥形突起，尺寸与凹模上表面突起相同且位置对应。
附图说明
图1为精冲过程示意图。
图2为毛坯示意图。
图3为链轮零件示意图。
图4为链轮精冲裁装置示意图。
1-上模座；2-导套；3-模柄；4-固定板；5-凸模；6-压边圈；7-导柱；8-顶件器；9-下模座；10-顶杆；11-垫板；12-液压柱塞；13-凹模；14凹模固定板。
图5为凹模结构示意图。
图6为凸模结构示意图。
图7为凹模固定板结构示意图。
图8压边圈结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方案进行详细的说明。
(1)本发明的毛坯图如图2如示，为圆柱体，其直径等于凹模外径，厚度等于链轮厚度，保证原料尽量少浪费，经精冲裁后的链轮零件如图3所示。
(2)本发明精冲链轮模具装配如图4所示，包括上模座1、导套2、模柄3、固定板4、凸模5、压边圈6、导柱7、顶件器8、下模座9、顶杆10、垫板11、液压柱塞12、凹模13、凹模固定板14。
凹模结构示意图如图5所示，圆柱形，厚度比毛坯多5mm，凹模外径较链轮最大外径多10mm，凹模内侧表面沿圆周均布有与链轮轮齿形状相同的倒V形齿，(如图1所示)，在凸模与毛坯接触前压入毛坯，对毛坯起到固定作用。
(3)凸模结构示意图如图6所示，圆柱形，凸模外侧表面沿圆周均布有与链轮轮齿形状相同的V形齿。
凹模13通过螺栓和凹模固定板14固定在下模座9上。
所述的导向装置由导柱7和导套2组成，导柱7和导套2之间采用间隙配合，导套2和上模座1之间采用过盈配合，导柱7和下模座9之间采用过盈配合。
凸凹模刃口间隙为0.5mm。
由于该冲裁过程时间短，温度上升不明显，固润滑剂可选用矿物油。
(4)实施过程如下：
第1步：前处理
制件毛坯加工成图2所示，这样可尽量减少加工后所产生的剩余废料，节约成本。
第2步：涂覆润滑油
将矿物油涂覆在凸凹模上，由于该过程加工时间短，凸凹模温度上升不明显，采用矿物油既能达到润滑效果，又可以节约成本。
第3步：冲裁
毛坯通过凹模固定板14被固定在下模座9上，在冲裁过程中冲孔凸模5接触材料之前，通过压边力，使压边圈将毛坯压紧在凹模上表面，从而使压边圈锥形突起的侧面产生横向侧压力，以阻止材料在剪切区内撕裂和金属的横向流动；在冲裁凸模5压入毛坯的同时，顶件器8上的反压力将毛坯压紧，并在压紧状态下，进行冲裁。
第4步：卸料
在液压柱塞12作用下，推动顶件器8将冲裁后的链轮轮齿顶出，为后续的冲孔工艺做准备。

Claims (5)

1.一种链轮冲裁成形装置，包括上模部分、下模部分、卸料装置及导向装置；所述上模部分包括上模座、模柄、固定板、凸模和压边圈；所述的下模部分包括下模座、凹模固定板和齿形凹模；所述卸料装置包括顶件器、顶杆、垫板和液压柱塞；所述的导向装置由导柱和导套组成，导柱和导套之间采用间隙配合，导套和上模座之间采用过盈配合，导柱和下模座之间采用过盈配合；模柄由固定板固定在上模座内腔中，模柄下端连接凸模，凸模四周安装有压边圈，压边圈与上模座通过螺纹连接；齿形凹模位于下模座上，齿形凹模四周安装有凹模固定板，凹模固定板同样位于下模座上；下模座底部型腔内设有垫板，垫板下方设有液压柱塞，垫板上方的顶杆穿过下模座与位于齿形凹模内的顶件器连接，其特征在于：凹模与凹模固定板采用过盈配合，过盈量为0-0.2mm，凹模型腔脱膜斜度为4°；所述凹模为圆柱形，凹模内侧表面沿圆周均布有与链轮轮齿形状相同的倒V形齿，凹模上表面沿圆周对称分布锥形突起，突起厚度为1.5mm，锥角为30o；所述凸模为圆柱形，凸模外侧表面沿圆周均布有与链轮轮齿形状相同的V形齿；所述压边圈外径尺寸与凹模相同，内侧表面沿圆周均布有与链轮轮齿形状相同的倒V形齿，压边圈下表面沿圆周对称也分布有锥形突起，尺寸与凹模上表面突起相同且位置对应。
2.如权利要求1所述的一种链轮冲裁成形装置，其特征在于：所述凹模固定板左右各一块，分布在凹模两侧，圆弧弧度与毛坯相同，固定在下模座上。
3.如权利要求1所述的一种链轮冲裁成形装置，其特征在于：所述凹模厚度比待压毛坯厚度多5mm，凹模外径较链轮最大外径多10mm。
4.使用如权利要求1所述装置进行链轮冲裁成形的方法，其特征在于：将矿物油涂覆在凸凹模上，毛坯通过凹模固定板被固定在下模座上，在冲裁前用压边圈先压住毛坯，从而使压边圈锥形突起的侧面产生横向侧压力，防止冲裁过程中材料在剪切区内撕裂和金属的横向流动，在冲裁凸模压入毛坯的同时，顶件器上的反压力将毛坯压紧，并在压紧状态下，进行冲裁；配合凸凹模间的小间隙以及凹模上表面的锥形突起，形成冲裁局部区域的三向压应力状态，保证冲裁的塑性变形顺利实现；在液压柱塞作用下，推动顶件器将冲裁后的链轮轮齿顶出，完成冲裁成形。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：凸凹模刃口间隙为0.5mm。
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