齿圈内齿轮挤压成型模具及利用该模具成型齿圈内齿轮的工艺

技术领域

本发明涉及齿轮加工技术领域，具体的涉及齿圈内齿轮挤压成型模具及利用该模具成型齿圈内齿轮的工艺。

背景技术

齿在内圆上的为内齿轮，通常是内啮合齿轮机构中，齿圈上的齿轮为内齿轮。内齿轮是环形的,外圈光滑,内圈有齿，内齿轮和外齿轮的原理是完全一致的(指渐开线、齿轮原理)。只是内齿轮的齿槽相当于外齿轮的齿而已。比如,内齿轮的顶切就相当于外齿轮的根切。现有的内齿轮加工方案大多采用插齿方法加工齿圈内齿轮，由于内齿轮尺寸大，齿数多，加工效率很低，插齿刀不耐用，从而加工成本高。也有采用内齿轮挤齿成型加工方法，但都存在齿圈脱模困难，脱模时划伤已挤齿成型的内齿轮，严重影响内齿轮的精度，不合格品率非常高，有鉴于此，本案由此产生。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，通过齿圈内齿轮挤压成型模具及利用该模具成型齿圈内齿轮的工艺，提高加工效率，降低制造成本，同时能保证内齿轮制造精度，满足齿轮正常啮合的要求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：齿圈内齿轮挤压成型模具，其特征在于：包括上模、挤齿刀、下模、顶料杆和下模座，所述上模设置于锻压设备工作台的上模座下方，所述挤齿刀固设于上模底部，所述下模座固设于锻压设备工作台上，所述下模固设于下模座上，所述下模内部设有圆柱形的挤齿成型腔，所述顶料杆滑动设置于挤齿成型腔内部，所述顶料杆内部设有用于容纳挤齿刀的退刀腔体，所述挤齿刀、挤齿成型腔和退刀腔体同心设置。

优选的，所述挤齿刀包括挤齿刀座和挤齿刀具，所述挤齿刀座通过连接件固设于上模底部，所述挤齿刀具通过连接件固设于挤齿刀座底部，所述挤齿刀具上沿着环向设有用于挤出齿圈内齿轮的刀刃，刀刃的下方设有用于导向定位的导向部。

优选的，还包括液压夹紧装置，所述上模和上模座通过液压夹紧装置夹紧连接。

优选的，所述液压夹紧装置为液压对心台钳，所述液压对心台钳固设于锻压设备工作台的上模座下方，所述液压对心台钳上设有两个相对设置的夹钳，所述锻压设备工作台的上模座下方固设于有压杆，所述两个夹钳位于压杆的两侧，且夹钳的下端低于压杆的下端。

优选的，所述上模上设有承压部和夹持部，所述承压部位于夹持部上方，所述承压部与压杆配合，所述夹持部与夹钳配合。

优选的，所述下模通过一压板固设于下模座上。

优选的，所述压板为环形，所述下模底部设有外凸沿，所述下模座设有用于安装下模、与外凸沿尺寸相配合的下凹腔体，所述外凸沿安装于下凹腔体内，外凸沿的顶面与下模座顶面齐平，所述压板盖设于外凸沿和下模座的顶面上、并通过连接件与下模座固定连接。

优选的，所述顶料杆为环形，顶料杆底部设有一顶料板，该顶料板与锻压设备工作台的液压顶杆活动杆连接。

利用上述的齿圈内齿轮挤压成型模具成型齿圈内齿轮的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a、上模通过液压夹紧于上模座上，上模上升到上止点；

步骤b、上料：将毛坯放入下模内部挤齿成型腔内，以下模的挤齿成型腔的内孔定位毛坯外圆，毛坯的底端抵接顶料杆顶端；

步骤c、对正：上模座缓慢下降，让挤齿刀导向部与毛坯内圈内孔配合，解除液压夹紧，让挤齿刀自由找正；

步骤d、挤齿：上模座下压至下止点，带动挤齿刀挤压坯体内圈，从而挤出内齿轮；

步骤e、脱模：启动液压顶杆，使顶料杆上移，从而从下模中顶出齿圈，实现齿圈脱模，最后移除工件；

步骤f、复位：上模座下移，伸入顶料杆内部夹紧上模，然后带动上模回到上止点。

优选的，所述挤齿成型腔的高度等于待加工工件、顶料杆和顶料板的高度之和。

由上述描述可知，本发明提供的齿圈内齿轮挤压成型模具及利用该模具成型齿圈内齿轮的工艺具有如下有益效果：挤齿刀在齿圈内挤齿完毕后，先保持不动，由顶料杆将齿轮从下模座内完成脱模后并移除工件后，挤齿刀再完成退刀的动作，因而挤齿刀加工过程中以沿着一个方向在齿圈内部移动，避免了传统加工工艺中挤齿刀在齿圈内反向退刀时划伤齿轮，保证内齿轮制造精度，满足齿轮正常啮合的要求；相较于传统的插齿工艺，本发明的工艺提高了加工效率，降低制造成本。

附图说明

图1为本发明齿圈内齿轮挤压成型模具的上料步骤的结构剖视图。

图2为本发明齿圈内齿轮挤压成型模具的对正步骤的结构剖视图。

图3为图2的局部a放大示意图。

图4为本发明齿圈内齿轮挤压成型模具的挤齿步骤的结构剖视图。

图5为本发明齿圈内齿轮挤压成型模具的脱模步骤的结构剖视图。

图6为本发明齿圈内齿轮挤压成型模具的复位步骤的结构剖视图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

本为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-4所示，本发明齿圈内齿轮挤压成型模具，包括上模1、挤齿刀2、下模3、顶料杆4和下模座5，上模1设置于锻压设备工作台的上模座6下方，挤齿刀2固设于上模1底部，下模座5固设于锻压设备工作台上，下模3固设于下模座5上，下模3内部设有圆柱形的挤齿成型腔31，顶料杆4滑动设置于挤齿成型腔31内部，顶料杆4内部设有用于容纳挤齿刀2的退刀腔体41，挤齿刀2、挤齿成型腔31和退刀腔体41同心设置。

如图3所示，挤齿刀2包括挤齿刀座21和挤齿刀具22，挤齿刀座21通过连接件固设于上模1底部，挤齿刀具22通过连接件固设于挤齿刀座21底部，挤齿刀具22上沿着环向设有用于挤出齿圈内齿轮的刀刃221，刀刃221的下方设有用于导向定位的导向部222，导向部呈圆柱形，边缘层弧形，其直径与坯体100内圈适配。

作为优选实施例，如图6所示，本发明齿圈内齿轮挤压成型模具还包括液压夹紧装置7，上模1和上模座6通过液压夹紧装置7夹紧连接。

液压夹紧装置7为液压对心台钳，液压对心台钳固设于锻压设备工作台的上模座6下方，液压对心台钳上设有两个相对设置的夹钳71，锻压设备工作台的上模座6下方固设于有压杆61，压杆61用于为上模1施压挤型，两个夹钳71位于压杆61的两侧，且夹钳71的下端低于压杆61的下端。

上模1上设有承压部11和夹持部12，承压部11位于夹持部12上方，承压部11与压杆61配合，夹持部12与夹钳71配合，通过两个夹钳71相向运动夹紧夹持部12外壁，以实现对上模1的夹持。

作为优选实施例，如图6所示，下模3通过一压板8固设于下模座5上。压板8为环形，下模3底部设有外凸沿32，下模座5设有用于安装下模3、与外凸沿32尺寸相配合的下凹腔体，外凸沿32安装于下凹腔体内，外凸沿32的顶面与下模座5顶面齐平，压板8盖设于外凸沿32和下模座5的顶面上、并通过连接件与下模座5固定连接。

顶料杆4为环形，顶料杆4底部设有一顶料板9，该顶料板9与锻压设备工作台的液压顶杆200活动杆连接。

利用上述齿圈内齿轮挤压成型模具成型齿圈内齿轮的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a、如图1所示，上模1通过液压夹紧于上模座6上，上模1上升到上止点；

步骤b、上料：如图1所示，将毛坯放入下模3内部挤齿成型腔31内，以下模3的挤齿成型腔31的内孔定位毛坯外圆，毛坯的底端抵接顶料杆4顶端；

步骤c、对正：如图2所示，上模座6缓慢下降，让挤齿刀2导向部222与毛坯内圈内孔配合，解除液压夹紧，让挤齿刀2自由找正；

步骤d、挤齿：如图4所示，压杆61底部接触承压部11的顶部，压杆61将压力传导至上模1，上模座6下压至下止点，带动挤齿刀2挤压坯体100内圈，从而挤出内齿轮；

步骤e、脱模：如图5所示，启动液压顶杆200，使顶料杆4上移，从而从下模3中顶出齿圈，实现齿圈脱模，将上模1提升，最后移除工件，如需清理渣料，需进一步提升顶料杆4和顶料板9，直至顶料板9的顶面与下模3齐平，移除顶料杆4即可进行渣料清理；

步骤f、复位：如图6所示，上模座6下移，伸入顶料杆4内部夹紧上模1，然后带动上模1回到上止点。

挤齿成型腔31的高度等于待加工工件、顶料杆4和顶料板9的高度之和。

本发明提供的齿圈内齿轮挤压成型模具及利用该模具成型齿圈内齿轮的工艺具有如下有益效果：挤齿刀2在齿圈内挤齿完毕后，先保持不动，由顶料杆4将齿轮从下模座5内完成脱模后并移除工件后，挤齿刀2再完成退刀的动作，因而挤齿刀2加工过程中以沿着一个方向在齿圈内部移动，避免了传统加工工艺中挤齿刀2在齿圈内反向退刀时划伤齿轮，保证内齿轮制造精度，满足齿轮正常啮合的要求；相较于传统的插齿工艺，本发明的工艺提高了加工效率，降低制造成本。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置；本发明中提供的用电器的型号仅供参考。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据实际使用情况更换功能相同的不同型号用电器，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

上述仅为本发明的若干具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。