[发明专利]精冲模具及使用其加工斜齿圆柱齿轮的旋转精冲成形方法

说明书

技术领域

本发明属于斜齿圆柱齿轮加工领域，具体涉及一种精冲模具及使用其加工斜齿圆柱齿轮的旋转精冲成形方法。 

背景技术

精冲是一项先进的金属板料成形技术，该技术在一次冲压行程中就可得到断面质量高、机械性能好、尺寸精度高的机械零部件，省去了后续加工工序，极大地提高了产品的生产效率和降低了生产成本。目前，该技术广泛应用于机械、电子、汽车以及航空航天等领域。 

斜齿圆柱齿轮作为一种重要的传动装置广泛应用于机械传动等领域。同直齿圆柱齿轮相比，斜齿圆柱齿轮具备更好的啮合特性，具备啮合平稳、冲击小以及噪音小的特点。目前，其主要加工方法为切削加工和精密锻造。采用切削加工存在材料利用率低、生产效率低、齿轮寿命短等缺点；精密锻造成形方法则存在角隅充填困难，成形力大等问题。强力压边精冲作为一种优质、高效、低耗的精密成形技术，由于模具直线型运动方式，目前无法应用于具有一定螺旋角的斜齿圆柱齿轮的成形，这限制了精冲技术的应用范围。 

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的不足提供一种精冲模具及使用其加工斜齿圆柱齿轮的旋转精冲成形方法，实现斜齿圆柱齿轮的精冲成形，提高零件质量和生产效率，降低生产成本。 

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为： 

精冲模具，它包括凸模、凹模、V形环压边圈、及反顶板，其特征在于，所述凸模和反顶板的外壁设有螺旋齿，所述凹模和V形环压边圈的内壁设有螺旋齿。

使用上述精冲模具加工斜齿圆柱齿轮的旋转精冲成形方法，其包括以下步骤： 

1）调整好凸模和凹模的相对位置，使凸模螺旋齿的投影面与凹模的螺旋齿处于相啮合状态；

2）将待加工金属板料放入凹模和凸模之间；

3）将凸模以其中心轴线为旋转轴旋转θ角，                                                   ，其中b为斜齿圆柱齿轮宽度，β为斜齿圆柱齿轮螺旋角，d为斜齿圆柱齿轮分度圆直径；

4）将V形环压边圈压入所述待加工金属板料，使变形区形成三向压力状态；

5）将凸模同时做轴向进给运动和旋转运动压入待加工金属板料，使反顶板提供反压力的同时做旋转运动，保持凸模和反顶板的旋转速率和方向相同，直至凸模旋转至与凹模的螺旋齿相啮合，从而实现斜齿圆柱齿轮旋转精冲成形过程；

6）用反顶板将零件顶出，使反顶板在向上运动过程中同时作旋转运动，从而将成形的斜齿圆柱齿轮顶出凹模型腔。

上述方案中，所述凸模旋转角速度   ，其中ν为凸模轴向进给速度。 

本发明的有益效果是：该方法在模具轴向进给运动的基础上增加了凸模和反顶板的旋转运动，这种直线运动和旋转运动复合精冲的新方法，实现了将精冲的各种优点应用于斜齿圆柱齿轮的生产，加工工序少，提高了斜齿圆柱齿轮的质量和生产效率，降低了生产成本。 

附图说明

图1为本发明实施例提供的精冲模具的凸模的立体结构示意图。 

图2为本发明实施例提供的精冲模具的凹模的立体结构示意图。 

图3为本发明实施例提供的精冲模具的V形环压边圈的立体结构示意图。 

图4为本发明实施例提供的精冲模具的反顶板的立体结构示意图。 

图5为本发明实施例提供的精冲模具的立体结构示意图。 

图6至图10为使用精冲模具加工斜齿圆柱齿轮的工艺过程示意图。 

图中：1-凸模，2-V形环压边圈，3-待加工金属板料，4-凹模，5-反顶板。 

具体实施方式

下面结合附图和实施案例对本发明作进一步的描述，当然下述实施例不应理解为对本发明的限制。 

如图1至图5所示，其为本发明实施例提供的精冲模具，其包括凸模1、凹模4、V形环压边圈2、及反顶板5。凸模1和反顶板5的外壁设有螺旋齿。凹模4和V形环压边圈2的内壁设有螺旋齿。 

本发明中，凹模4固定，其它三个零件成形力均单独可调，并可按预置的程序动作、施压。 

使用该精冲模具加工斜齿圆柱齿轮的旋转精冲成形方法，其包括以下步骤： 

1）调整好凸模和凹模的相对位置，使凸模螺旋齿的投影面与凹模的螺旋齿处于相啮合状态；

2）将待加工金属板料放入凹模和凸模之间，如图6所示；

3）将凸模以其中心轴线为旋转轴旋转θ角，   ，其中b为斜齿圆柱齿轮宽度，β为斜齿圆柱齿轮螺旋角，d为斜齿圆柱齿轮分度圆直径；