[发明专利]粉末成形设备

说明书

本发明涉及一种将金属粉末成形为诸如螺旋齿轮坯料的齿轮坯料的设备。

生产用于汽车的齿轮，如烧结齿轮已是公知的。附图的图1显示了一已知的用于生产在汽车中使用的压制螺旋齿轮坯料的粉末成形设备51。

如图1所示，粉末成形设备51包括一固定安装在基座52上的下水平板53，一纵向可滑动地安装在纵向导向柱54的中部的水平浮动板55，和一纵向可滑动地与纵向导向柱54的上端连接的上水平板56，所述纵向导向柱54安装在基座52上并由一浮动机构(未显示)支撑。纵向下冲头57安装在基座52和下平板53上。浮动模58可转动地安装在浮动板55上。纵向上冲头59安装在水平冲头夹持板56a上，该夹持板整体安装在上平板6上。

下冲头件57在其外圆周上具有外螺旋齿p，浮动模8在其内圆周上具有内螺旋齿s。内螺旋齿s与外螺旋齿p啮合。

上冲头59包括一固定到冲头夹持板56a上的纵向内冲头件59b和一环绕内冲头件59b(可绕其自身的轴转动)设置的纵向外冲头件59a。外冲头件59a在其外圆周上具有外螺旋齿q，该齿能够与浮动模58的内螺旋齿s啮合。

粉末成形设备51运行如下：首先，上冲头59在一升高位置。当粉末材料填入由浮动模58的内圆周表面和下冲头57的上表面构成的模腔中后，上冲头59下降，使外冲头件59a的外螺旋齿q与浮动模58的内螺旋齿s啮合。由于上冲头59的连续的向下运动，上冲头59和下冲头57将粉末材料成形为压实的螺旋齿轮坯料W。随着上冲头59的下降，外冲头件59a和浮动模58绕它们自身的轴转动，使它们的螺旋齿q、s互不干涉。

然而，粉末成形设备51具有如下所述的缺点。如附图2所示，压制的螺旋齿轮坯料W在垂直方向具有不同的密度。具体地说，压制的螺旋齿轮坯料W下部的密度小于其上部的密度。

因此，本发明的一个目的是提供一种用于生产压制的螺旋齿轮坯料的粉末成形设备，该坯料在粉末材料成形为压制的螺旋齿轮坯料的方向没有密度差。

按照本发明，提供一粉末成形设备，包括一具有外螺旋齿的上冲头，一具有外螺旋齿的下冲头，和一环绕下冲头浮动支撑的浮动模，该浮动模具有与下冲头的外螺旋齿啮合的内螺旋齿。浮动模和上、下冲头中的至少一个可绕它们自身的轴转动，浮动模和下冲头相连构成在其中填充粉末材料的模腔。在粉末成形工艺过程中，上冲头和下冲头相向移动，以将模腔中的粉末材料成形为螺旋齿轮坯料，同时，上冲头的外螺旋齿与浮动模的内螺旋齿啮合。粉末成形设备具有一浮动模下降机构，该机构用于在粉末成形工艺的后期强制地使浮动模相对于下冲头下降一预定的冲程。

如果浮动模没有被强制下降，那么压制的螺旋齿轮坯料将会被浮动模的内螺旋齿挡住。因此，下冲头施加的向上的反作用力不充分，使螺旋齿轮坯料下部的密度小于螺旋齿轮坯料上部的密度。为了提高下冲头的反作用力，浮动模被强制下降。

当浮动模被强制下降时，即使螺旋齿轮坯料被浮动模的内螺旋齿挡住，螺旋齿轮坯料也会从内螺旋齿释放，并使其下表面可靠地压在下冲头的上表面上。因此下冲头能够施加足够的向上的反作用力，该力作用在上冲头和下冲头之间的被压制的螺旋齿轮坯料上。

浮动模下降机构可包括一压杆，当上冲头下降了一预定的冲程时，该压杆开始降低浮动模。

下冲头可安装在下平板上，上冲头可安装在上平板上，上平板可向下平板纵向滑动。浮动板可浮动地设置在上平板和下平板之间，浮动模安装在浮动板上。压杆可安装在上平板上并向下地向浮动板延伸。

通过下面结合附图的介绍，本发明的上述和其它目的、特征和优点会变得更清楚。为便于说明示例，附图显示了本发明的最佳实施例。

图1是传统粉末成形设备的部分剖视侧视图；

图2是说明由图1所示的传统的粉末成形设备生产的压制螺旋齿轮坯料的密度分布图；

图3是本发明的粉末成形设备的部分剖视侧视图，该图显示了在粉末材料成形前各部件的位置；

图4是图3所示的粉末成形设备的部分剖视侧视图，该图显示了当粉末材料成形为压制螺旋齿轮坯料时各部件的位置；

图5是说明由图3和4所示的粉末成形设备生产的压制螺旋齿轮坯料的密度分布图；以及

图6是显示浮动模向下位移量与压制螺旋齿轮坯料的密度差之间的关系的实验数据的坐标图。

当本发明的原理具体体现为将金属粉末材料成形为螺旋齿轮坯料的粉末成形设备时该原理尤其有用，所述坯料要被烧结成螺旋齿轮。