本發明涉及直齒圓柱齒輪擠壓成形技術，具體涉及一種直齒圓柱齒輪徑向擠壓模具及方法。

背景技術：

齒輪是一種傳遞運動和動力的零件，被廣泛應用于汽車、船舶等各類機械領域中，有著強大的需求量及需求范圍。因此對齒輪生產技術的改進，將直接影響齒輪制造業生產的經濟效益。近年來，擠壓成形以其突出的優越條件已成為成形齒輪的主導方向，尤其是軸向擠壓成形齒輪工藝。軸向擠壓成形的齒輪齒部金屬流線沿連續齒廓分布，齒輪強度高、壽命長。這些優點不僅避免了傳統加工方法中的缺點，也在已有基礎上有了新的進步。但軸向擠壓卻存在齒腔充填困難、成形載荷大、模具壽命低等技術難題。研究一種新的成形方法來解決這些技術難題勢在必行。

技術實現要素：

針對上述存在問題，本發明目的是提供一種直齒圓柱齒輪徑向擠壓模具及方法，旨在減少模具受力以及與擠壓件的接觸時間，從而增加模具的壽命，節約生產成本，使齒輪成形方案達到最優。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種直齒圓柱齒輪徑向擠壓成形模具，包括上模、下模、固定在上、下模之間的徑向擠壓模，所述上模的彈性體與壓力機動梁連接，所述下模的下模座固定在壓力機工作臺上，所述徑向擠壓模包括側凸模、滑槽板、定位圈、圓柱體斜楔、側模固定板、外套筒、帶彈簧的螺栓，所述上模的彈性體平嵌在圓柱體斜楔上端，所述圓柱體斜楔與壓力機動梁連接，所述側凸模的個數與齒輪齒數相匹配，所述定位圈內孔與滑槽板外圈接觸，所述側凸模上方由沉頭螺釘連接上模固定板、定位圈，下方由沉頭螺釘連接定位圈、側模固定板、外套筒，使側凸模上下成為一個整體，所述側凸模可通過定位圈在滑槽板內徑向移動，所述帶彈簧的螺栓穿過外套筒、圓柱體斜楔鎖緊在側凸模上，可隨著圓柱體斜楔上下運動，起著壓縮和回彈作用；在壓力機作用下，首先是上模與下模合模固定齒輪坯料，接著壓力機壓縮彈性體，同時圓柱體斜楔受壓繼續向下運動，將力傳遞給側凸模，使側凸模在上下滑槽板和側模固定板內沿著徑向運動，完成齒輪擠壓成形，圓柱體斜楔向上運動，側凸模在彈簧螺栓的壓縮作用下反向運動，將模具完全打開，取出齒輪制件。

作為優選方案，本發明所述的徑向擠壓模還包括斜環板，所述斜環板通過沉頭螺釘固定在所述圓柱體斜楔上，實現圓柱體斜楔的斜面的可替換性。

一種直齒圓柱齒輪徑向擠壓成形方法，采用上述直齒圓柱齒輪徑向擠壓成形模具將齒輪坯料徑向擠壓成形為齒輪制件，具體步驟如下：

(1)制備齒輪坯料，將齒輪坯料退火軟化后進行磷化、皂化；

(2)固定齒輪坯料，將完成步驟(1)的齒輪坯料放入下模的下凸模上，壓力機向下運動，完成上、下模合模；

(3)通過徑向擠壓模對齒輪坯料進行成形，壓力機壓縮上模的彈性體，圓柱體斜楔受壓繼續向下運動，將力傳遞給側凸模，使側凸模在上下滑槽板和側模固定板內沿著徑向運動，開始齒輪徑向擠壓成形，為使側凸模徑向移動距離控制在8.3～8.4mm,可將圓柱體斜楔向下運動的位移量范圍值控制在31.2～31.3mm，壓力機完成下移量后，停止擠壓，此時，連接在側凸模上的彈簧螺釘被拉伸為開模做準備，壓力機回升，圓柱體斜楔向上運動，側凸模在彈簧螺栓的壓縮作用下反向運動，模具完全打開后，取出齒輪制件。

本發明的徑向擠壓成形是多個側凸模徑向運動，一個側凸模一個齒的成形齒輪，滿足了精準定位快速成形的特點，且模具受力面積小，角隅填充完整；本發明組成上模的上模板是由彈性體所代替，使上下模合模后，可使壓力機動梁繼續推動圓柱體斜楔向下運動，產生推動側凸模徑向運動的動力，實現徑向擠壓過程，同時整套模具裝配體的重量被減輕，降低了成本；本發明的斜環板通過沉頭螺釘鑲在圓柱體斜楔上，向側凸模傳遞力的作用，其可拆換性保證了圓柱體斜楔不被磨損，增加模具使用壽命；本發明的滑槽板和側模固定板起著精確定位與定向導軌作用，側凸模受力后沿滑槽板分別向前后滑動，完成擠壓運動，替代了軸向運動所需的導柱、導套的作用；本發明的彈簧螺栓與側凸模連接，當擠壓成形完成后，通過彈簧彈力將側凸模彈開完成開模，實現快速成形和快速復位的效果，提高了生產效率。

本發明實現了徑向擠壓成形直齒圓柱齒輪新技術，其結構設計巧妙，工作性能可靠，模具使用壽命長，制件合格率高且加工容易。此成形技術既能保證齒腔角隅部分填充飽滿，又可以有效降低成形載荷，在提高產品合格率的同時提高了生產效率。

附圖說明

圖1為直齒圓柱齒輪徑向擠壓成形模具結構示意圖。

圖2為圖1所示徑向擠壓成形模具的俯視圖。

圖中：1-下模座，2-內六角圓柱頭螺釘，3-下模固定板，4-外墊板，5-沉頭螺釘，6-套筒固定板，7-下凸模，8-下凸模套筒，9-側模固定板，10-定位圈，11-外套筒，12-斜環板，13-下滑槽板，14-側凸模，15-上滑槽板，16-圓柱體斜楔，17-沉頭螺釘，18-墊板，19-上模固定板，20-彈性體，21-上凸模，22-齒輪坯料,23-彈簧，24-螺栓，25-平墊圈(c級)，26-六角螺母。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明做進一步說明：

如圖1～2所示，本發明實施例的直齒圓柱齒輪徑向擠壓成形模具，包括上模、下模、固定在上、下模之間的徑向擠壓模，上模包括：彈性體20、墊板18、上模固定板19、斜環板12，彈性體20與壓力機動梁連接，徑向擠壓模包括側凸模14，上、下滑槽板15、13，定位圈10，斜環板12，圓柱體斜楔16，側模固定板9，外套筒11，彈簧23，螺栓24，上模的彈性體20平嵌在徑向擠壓模的圓柱體斜楔16上端，圓柱體斜楔16與壓力機動梁連接，側凸模的個數與齒輪齒數相匹配，定位圈內孔與滑槽板外圈接觸，側凸模14上方由沉頭螺釘連接上模固定板19、定位圈10，下方由沉頭螺釘連接定位圈10、側模固定板9、外套筒11，使側凸模上下成為一個整體，側凸模可通過定位圈在滑槽板內徑向移動，斜環板通過沉頭螺釘固定在圓柱體斜楔上，帶彈簧23的螺栓24穿過外套筒11、圓柱體斜楔16、斜環板12鎖緊在側凸模14上，對側凸模14施加推力作用，上、下槽板15、13對側凸模徑向滑動實現定位和定向約束，彈簧、螺栓被壓縮后，通過回復力拉動側凸模復位，從而完成徑向擠壓過程。下模通過下模座1固定于壓力機工作臺上，下凸模7、下模套筒8插于下模座1內，通過下模固定板3來固定。上下模閉合整套模具連在一起，構成一個整體。

如圖1所示，擠壓時，將齒輪坯料22放置在下凸模7上，壓力機向下運動，在壓力機作用下，首先是上模與下模合模固定齒輪坯料，接著壓力機壓縮彈性體20，同時圓柱體斜楔16受壓繼續向下運動，將力傳遞給側凸模14，使側凸模在上、下滑槽板15、13和側模固定板9內沿著徑向運動，完成齒輪擠壓成形，圓柱體斜楔16向上運動，側凸模14在帶彈簧的螺栓的壓縮作用下反向運動，將模具完全打開，取出齒輪制件。

采用上述直齒圓柱齒輪徑向擠壓成形模具將齒輪坯料徑向擠壓成形為齒輪制件的方法，其具體步驟如下：

(1)制備齒輪坯料22，將齒輪坯料退火軟化后進行磷化、皂化；

(2)固定齒輪坯料22，將齒輪坯料放入下模的下凸模7上，壓力機向下運動，完成上、下模合模；

(3)通過徑向擠壓模對齒輪坯料22進行擠壓成形，壓力機壓縮上模的彈性體20，圓柱體斜楔16受壓繼續向下運動，將力傳遞給側凸模14，使側凸模在上、下滑槽板15、13和側模固定板9內沿著徑向運動，開始齒輪徑向擠壓成形，為使側凸模徑向移動距離控制在8.3mm,將圓柱體斜楔向下運動的位移量控制在31.2mm，壓力機完成下移量后，停止擠壓，此時，連接在側凸模上的彈簧23、螺釘24被拉伸為開模做準備，壓力機回升時，圓柱體斜楔16向上運動，側凸模在彈簧23、螺栓24的回復力作用下反向運動，模具完全打開后，取出齒輪制件。