CN214442743U - 一种便于电火花加工的精锻结合齿模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种便于电火花加工的精锻结合齿模具，包括模具外套和模具内芯，模具外套具有竖直贯穿的第一通孔，第一通孔的孔壁靠近上端的位置设有内齿齿形槽，模具内芯竖直位于第一通孔内，模具内芯的上端面与内齿齿形槽的下边缘齐平，模具内芯的外壁与第一通孔过盈配合，模具内芯具有竖直贯穿的第二通孔，第二通孔与第一通孔共轴线。本实用新型，沿内齿齿形槽的加工面将结合齿模具一分为二，模具外套和模具内芯分开加工后，再通过热套组合在一起，对模具外套进行内齿齿形槽加工时，工具电极的正下方不存在工件的任何表面，工具电极侧面放电稳定，加工效果好，有效解决了电火花加工中因工具电极被干扰导致加工效率和精度低的问题。

Description

一种便于电火花加工的精锻结合齿模具

技术领域

本实用新型属于锻压模具的技术领域，具体涉及一种便于电火花加工的精锻结合齿模具。

背景技术

锻压是锻造和冲压的合称，是利用锻压机械的锤头、砧块、冲头或通过模具对坯料施加压力，使之产生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的制件的成形加工方法。

结合齿通常应用于汽车变速箱中，其外形由外齿部分和凸台部分组成，整体具有中空带毂的特征。由于结合齿是带有凸台的特殊结构，传统的插齿加工和滚齿加工均难以完成对结合齿外齿部分的加工。目前对结合齿外齿部分的主要加工步骤一般如下，首先进行预成坯料，然后对外齿部分进行铣削加工，最后磨齿成型，加工步骤多，且铣削加工和磨齿成型加工时间较长；同时，由于结合齿的齿形为直锥齿，在对结合齿齿形进行铣削加工时受刀具尺寸限制，容易在齿根处形成圆弧面，很难通过铣削加工出标准的直锥齿，进一步增加了磨齿加工的时间，从而导致结合齿的加工效率较低。

针对上述情况，现采用先预成坯料，然后精锻成型的方式来加工结合齿，此处精锻成型是指将预成处理后的坯料置于结合齿模具中，可参见附图1和附图2，然后通过冲头对坯料施加压力，在结合齿模具的限制下，使结合齿直接成型的加工方法；现结合齿模具的模腔为贯穿模具本身的阶梯孔，用于在精锻时形成结合齿的凸台结构，在阶梯孔中直径最大孔的孔壁设有内齿齿形槽12，用于在精锻时形成结合齿的外齿部分。

这种结合齿的加工方法相较于上述通过铣削和磨齿加工结合齿的方法，其效率有较大的提升，但同样存在技术困难，由于直接通过结合齿模具将坯料锻压成型，所以对结合齿模具的结构强度和尺寸精度都有极高的要求，为了保证结合齿模具的结构强度和尺寸精度，采用电火花加工的方式对结合齿模具的内齿齿形槽12进行加工。

电火花加工是通过工具电极与工件之间不断产生的脉冲性火花放电，利用放电时产生局部、瞬时的高温把金属材料逐步蚀除下来，从而实现精确加工的方法；对上述结合齿模具进行加工时，先进行阶梯孔的加工，然后对内齿齿形槽12进行电火花加工，在对内齿齿形槽12进行电火花加工时，主要利用工具电极的侧面放电，而此时工具电极的正下方存在阶梯孔的台阶面，会对工具电极的侧面放电带来干扰，导致工具电极出现侧面放电不足和放电不稳定的情况，进而导致内齿齿形槽12的加工效率和加工精度都较低。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种便于电火花加工的精锻结合齿模具，有效避免工具电极受模腔台阶面的干扰出现侧面放电不足和不稳定的情况，从而提升电火花加工结合齿模具内齿齿形槽的加工精度和加工效率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种便于电火花加工的精锻结合齿模具，包括模具外套和模具内芯；所述模具外套具有竖向贯穿的第一通孔，所述第一通孔的孔壁顶端水平开设有一圈用于成型外齿的内齿齿形槽，所述第一通孔的内径与一圈内齿齿形槽的齿顶圆直径对应。

所述第一通孔内还设有模具内芯，所述模具内芯的上表面与内齿齿形槽竖向上的底面齐平，模具内芯的下表面与模具外套的下表面齐平，模具内芯与第一通孔过盈配合；

所述模具内芯具有竖直贯穿的第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔共轴线。

本实用新型，将用于加工结合齿外齿部分的盲孔直接设置成第一通孔，从而将结合齿模具沿第一通孔的孔壁分为模具外套和模具内芯两个部分，将模具外套和模具内芯组合在一起时，第一通孔和第二通孔共同组成用于在锻压时形成结合齿凸台结构的阶梯孔；模具制造时，两个部分分开加工，对模具外套进行加工时，先加工出第一通孔，然后将工具电极置于第一通孔孔中，工具电极在靠近第一通孔孔壁的位置缓慢周向运动，对第一通孔孔壁靠近上端的位置进行侧面放电，完成对内齿齿形槽的加工，然后在压装模具内芯；由于工具电极位于第一通孔中，工具电极的正下方不存在工件的其他多余表面，有效解决了工具电极因受干扰而导致侧面放电不足和不稳定的问题；同时电火花油可沿第一通孔向下流动，使电火花的加工位置存在不停流动的电火花油，提高了电火花加工处冷却效果和排碳渣能力；再者两部分分开加工，可使原有结合齿模具的两道或多道工序同时进行；从而大大提高了结合齿模具的加工效率和加工精度。

进一步地，所述模具外套的上表面开设有位于一圈内齿齿形槽外侧的环形让位槽，所述环形让位槽与所述第一通孔同轴。

这样，结合齿模具的上端面通过环形让位槽与锻压的冲头端部配合，在对坯料进行锻压时，冲头端部的中间部分与坯料相抵，随着冲头下移，冲头端部的周边部分没入到环形让位槽中，使冲头可以充分下压坯料，使锻压更加彻底、坯料的成型效果更好。

进一步地，所述第一通孔为自上而下直径逐渐增大的两段式阶梯孔，所述模具内芯的外轮廓为与第一通孔相匹配的两段式阶梯轴。

这样，通过模具外套的第一通孔和模具内芯自身的外部轮廓来限定模具内芯在模具外套中的位置，模具外套和模具内芯在组合时不需要借助多余工具来限位，使两者在组合时更加简单，仅依靠两者自身的结构就可以保证模具内芯的上端面与内齿齿形槽的下边缘齐平，从而保证结合齿模具本身尺寸的准确性；压装后，再一并加工模具内芯与模具外套的下端面以保证齐平，从而便于放置以及在锻压过程中模具内芯的承力；两段式阶梯孔孔壁具有锥度，模具内芯的外轮廓与之对应，这样，压装时还具有楔紧效果，提高过盈配合的紧固性。

进一步地，所述第一通孔的两段阶梯孔之间为斜面过渡，所述模具内芯的两段阶梯轴之间对应也为斜面过渡。

这样，当模具外套和模具内芯各自加工完成后进行热套时，模具内芯向上挤入模具外套的第一通孔中，当模具内芯小直径的一段逐渐进入第一通孔中小直径的一段时，第一通孔中两段阶梯孔之间的斜面对模具内芯有逐步挤压和导向的作用，从而使模具外套和模具内芯的热套更加顺利。

相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型的精锻结合齿模具，可沿内齿齿形槽的加工面将结合齿模具拆分成模具外套和模具内芯两个部分，两个部分单独加工，在模具外套的第一通孔的孔壁上进行电火花加工内齿齿形槽时，工具电极的正下方不存在工件的其余表面，解决了工具电极受工件台阶面干扰导致侧面放电不足和不稳定的问题，大大提高了结合齿模具的加工效率和加工精度。

2、本实用新型的精锻结合齿模具，电火花加工内齿齿形槽时，电火花油可沿第一通孔流动，提高了电火花加工处冷却效果、排碳渣能力和电离消除程度。

3、本实用新型的精锻结合齿模具，模具外套和模具内芯分开加工，可以将原有结合齿模具的两道或多道加工工序同时进行，大大提高了结合齿模具的加工效率。

4、本实用新型的精锻结合齿模具，模具外套和模具内芯在分别完成加工后，通过热套组合在一起，模具外套中第一通孔的两段阶梯孔之间的斜面对模具内芯起挤压和导向作用，使通过热套组合两部分时更加顺利。

附图说明

图1为背景技术所述结合齿模具的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为具体实施例的一种便于电火花加工的精锻结合齿模具的结构示意图；

图4为具体实施例的模具外套的结构示意图；

图5为具体实施例的模具内芯的结构示意图；

其中，模具外套1，第一通孔11，内齿齿形槽12，环形让位槽13，模具内芯2，第二通孔21。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。

请参见图3-图5，一种便于电火花加工的精锻结合齿模具，包括模具外套1，所述模具外套1具有竖向贯穿的第一通孔11，所述第一通孔11的孔壁顶端水平开设有一圈用于成型外齿的内齿齿形槽12，所述第一通孔11的内径与一圈内齿齿形槽12的齿顶圆直径对应。

其中，每个所述内齿齿形槽12的尺寸相同，内齿齿形槽12的个数和尺寸以及第一通孔11的直径均与被加工结合齿的尺寸匹配。

所述第一通孔11内还设有模具内芯2，所述模具内芯2的上表面与内齿齿形槽12竖向上的底面齐平，模具内芯2的下表面与模具外套1的下表面齐平，模具内芯2与第一通孔11过盈配合；所述模具内芯2具有竖直贯穿的第二通孔21，所述第二通孔21与所述第一通孔11同轴。

其中，所述第二通孔21的形状和尺寸均与被加工结合齿的尺寸匹配，第二通孔21可以是直孔也可以是阶梯孔，模具外套1和模具内芯2组合在一起时，模具内芯2的上端面与内齿齿形槽12竖向上的底面齐平，第一通孔11和第二通孔21恰好衔接成背景技术中所述结合齿模具的模腔，从而满足锻压时，对结合齿凸台结构的锻压成型。

所述模具外套1的上端面设有环形让位槽13，所述环形让位槽13与所述第一通孔11共轴线。

其中，环形让位槽13是根据锻压方式设置的，目前，在结合齿的锻压加工中，模具分为凸模和凹模，凸模即冲头，凹模即本实用新型所述的结合齿模具；锻压形成结合齿时坯料被整体下压，为了保证坯料受压面保持平整，即结合齿的端面平整，省去因锻压后结合齿端面不平整带来的多余加工步骤，要求冲头的下端面大于工件的被压面；但此时冲头受模具外套1上端面阻挡而无法对坯料进行充分锻压，为了使冲头对坯料的锻压更彻底，使锻压成型的效果更好，分别在模具外套1的上端面和冲头的下端面设置环形让位槽13和环形凸台，环形让位槽13和环形凸台相匹配；在结合齿的锻压加工中，冲头下压，环形凸台逐渐进入环形让位槽13中，在保证坯料被压面平整的情况下对坯料进行彻底锻压，从而提高结合齿锻压加工的质量；实施时，结合被加工零件的具体形状，环形让位槽13也可以是用于成型。

所述第一通孔11为自上而下直径依次增大的两段式阶梯孔，所述第一通孔11的两段阶梯孔之间设有斜面过渡，所述模具内芯2的外轮廓为自上而下直径依次增大的两段式阶梯轴，所述模具内芯2的两段阶梯轴之间设有斜面过渡。

其中，第一通孔11为两段式阶梯孔，模具内芯2的外轮廓为两段式阶梯轴，两者相互匹配，将模具内芯2完全压入模具外套1中时，第一通孔11和模具内芯2的台阶面紧紧相抵，使模具内芯2的上端面与内齿齿形槽12的下边缘齐平（实际生产时，为了降低加工难度，可适当降低模具内芯2和模具外套1的尺寸精度要求，使模具内芯2压入模具外套1后，模具内芯2的上端面略高于内齿齿形槽12竖向上的底面，然后再精加工使两者齐平），完成两者的准确组合，不会出现模具内芯2位置靠上或靠下与准确位置出现较大偏差的情况，保证了结合齿模具本身的精确性；

模具外套1和模具内芯2在各自加工完成后通过热套组合在一起，然后再对整体进行平磨、精磨、抛光和检测等工序；热套是指利用热胀冷缩的原理实现轴类零件和套类零件过盈装配的装配工艺，热套时，将模具外套1加热至一定温度，模具外套1受热，其分子间的距离增大，宏观表现为模具外套1的内外径均增大，即模具外套1的第一通孔11的直径增大，此时第一通孔11与常温模具内芯2外径的过盈量较小或无，此时就可以较为轻松的将模具内芯2压入第一通孔11中；

第一通孔11的两段式阶梯孔之间设有斜面，由于模具外套1在加热后，可能模具内芯2与第一通孔11之间仍存在一定过盈量，当模具内芯2逐渐进入第一通孔11时，模具内芯2的上边缘与第一通孔11的两段式阶梯孔之间的斜面相抵，模具内芯2的上边缘在压力的作用下被斜面逐渐挤压进入到第一通孔11直径较小的一段内，第一通孔11的两段式阶梯孔之间的斜面对模具内芯2起挤压和引导作用，使热套更加顺利平稳，使模具外套1和模具内芯2在热套时受到的损伤和变形更小，从而提高结合齿模具的精确度和使用寿命。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种便于电火花加工的精锻结合齿模具，其特征在于：包括模具外套，所述模具外套具有竖向贯穿的第一通孔，所述第一通孔的孔壁顶端水平开设有一圈用于成型外齿的内齿齿形槽，所述第一通孔的内径与一圈内齿齿形槽的齿顶圆直径对应。

2.根据权利要求1所述一种便于电火花加工的精锻结合齿模具，其特征在于：所述第一通孔内还设有模具内芯，所述模具内芯的上表面与内齿齿形槽竖向上的底面齐平，模具内芯的下表面与模具外套的下表面齐平，模具内芯与第一通孔过盈配合；

所述模具内芯具有竖直贯穿的第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔同轴。

3.根据权利要求1所述一种便于电火花加工的精锻结合齿模具，其特征在于：所述模具外套的上表面开设有位于一圈内齿齿形槽外侧的环形让位槽，所述环形让位槽与所述第一通孔同轴。

4.根据权利要求2所述一种便于电火花加工的精锻结合齿模具，其特征在于：所述第一通孔为自上而下直径逐渐增大的两段式阶梯孔，所述模具内芯的外轮廓为与第一通孔相匹配的两段式阶梯轴。

5.根据权利要求4所述一种便于电火花加工的精锻结合齿模具，其特征在于：所述第一通孔的两段阶梯孔之间为斜面过渡，所述模具内芯的两段阶梯轴之间对应也为斜面过渡。

Images