CN118123024B - 一种粉末冶金人字齿轮工件加工模具的成型设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于粉末冶金人字齿轮工件加工的技术领域，具体涉及一种粉末冶金人字齿轮工件加工模具的成型设备，其中包括成型设备，所述成型设备包括机座、气缸、上模、下模、驱动腔以及取料腔；所述驱动腔的内部设置有驱动机构，所述取料腔的内部设置有取料机构，所述气缸固定安装于机座的上方，所述上模与气缸的输出端固定连接，所述驱动腔固定安装于机座的左侧，所述取料腔固定安装于机座的底部，所述下模固定安装于取料腔的上方；所述上模与下模相互对齐，该装置解决了当前粉末冶金人字齿轮工件加工成型过程中，成型后的人字齿轮毛坯件无法顺利从模具中脱离，从而导致生产效率降低的问题。

Description

一种粉末冶金人字齿轮工件加工模具的成型设备

技术领域

本发明属于粉末冶金人字齿轮工件加工的技术领域，具体涉及一种粉末冶金人字齿轮工件加工模具的成型设备。

背景技术

粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术，在各类机械以及汽车等行业所用到的粉末冶金零件中，粉末冶金齿轮是占比最大的一类，粉末冶金齿轮生产适用与大批量生产、且材料利用率高、齿轮的尺寸均一性非常好，其中，人字齿轮属于齿轮的一种，在对人字齿轮制造时通常使用粉末冶金法，齿轮制造中，压制成型是非常关键的一步，但是现有的压制成型时可能会遇到以下问题：

压制成型后，齿轮与模具连接强度高，操作人员无法快速取出压制好的人字齿轮毛坯件，这就导致生产效率大大降低，而且取出时，无法充分避免齿轮与模具内壁之间的摩擦，一方面会影响模具寿命，另一方面会导致齿轮表面质量受损从而产生很多残次品。该现象成为本领域人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粉末冶金人字齿轮工件加工模具的成型设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种粉末冶金人字齿轮工件加工模具的成型设备，包括成型设备，所述成型设备包括机座、气缸、上模、下模、驱动腔以及取料腔；所述驱动腔的内部设置有驱动机构，所述取料腔的内部设置有取料机构，所述气缸固定安装于机座的上方，所述上模与气缸的输出端固定连接，所述驱动腔固定安装于机座的左侧，所述取料腔固定安装于机座的底部，所述下模固定安装于取料腔的上方；所述上模与下模相互对齐。

本发明进一步说明，所述驱动机构包括连接杆、压力杆、压力腔、压力板、液管一以及液管二；所述取料机构包括轴承盘、齿轮座、伸缩杆以及底座；所述驱动腔的一侧设置有滑槽，所述连接杆与上模一侧固定，且滑动连接于滑槽内，所述压力腔固定安装于驱动腔的内壁底部，所述压力板滑动连接于压力腔的内壁，且通过压力杆与连接杆固定；所述齿轮座通过轴承盘安装于取料腔的内壁底部，所述底座滑动连接于下模的内壁，且通过伸缩杆与齿轮座上表面固定，所述取料腔的上方中间开设有通孔，且伸缩杆滑动连接于通孔内；所述液管一以及液管二的两端分别与驱动腔以及取料腔连接，所述压力腔的下方与液管二的一端管道连接，所述伸缩杆与液管二的另一端管道连接，所述液管二的右侧内部设置有控制阀，所述压力腔的内部填充有液压油。

本发明进一步说明，所述取料腔的内壁上方均匀固定有若干撞击柱，所述伸缩杆的四周均匀固定有若干弹簧，且弹簧的外端均固定有球体；所述撞击柱的下端为球形状，且球体位于撞击柱的正下方。

本发明进一步说明，所述取料腔的内壁右侧固定有伸缩腔，所述伸缩腔的外端固定有齿板，所述齿板与齿轮座的一侧相互啮合；所述压力腔的下方与液管一的一端连接有两根管道，且两根管道内分别设置有压力阀一以及压力阀二，所述伸缩腔与液管一的另一端管道连接。

本发明进一步说明，所述成型设备的成型步骤包括还包括：步骤S2.1、将坯粉放入下模内，通过气缸带动上模下降，从而与下模之间形成合模，合模状态的上模与下模对坯粉进行压制；步骤S2.2、气缸受到气源影响压力大小出现跳动，使得上模与下模之间的压力不同，从而使上模下降距离出现变化，同时压力腔通过管道排入液管一内的油压发生变化，合模完成后，控制阀开启，油液进入伸缩杆，使伸缩杆内液压增大，再关闭控制阀，气缸复位，使得上模复位，底座通过伸缩杆快速将人字齿轮毛坯件顶出下模，同时压力腔的下方产生负压，这时开启控制阀，快速将排进伸缩杆内的油液抽出，使得底座复位，再关闭控制阀，当气缸的压力最大时进入步骤S2.3，反之进入步骤S2.4；步骤S2.3、压力阀二以及压力阀一到达压力承受极限，从而打开，对伸缩腔内做抽取和排放油液工作，从而使齿板左右移动，通过与齿轮座的啮合，使底座做顺逆交替旋转运动；步骤S2.4、操作人员拾取顶出的人字齿轮毛坯件。

本发明进一步说明，所述步骤S2.2中，顶出人字齿轮毛坯件的力度随压铸力度大小变化而自动变化，同时，球体与撞击柱相互撞击产生的震动强度也自动变化。

本发明进一步说明，所述步骤S2.3中，当F=时，F为气缸的压力大小，为气缸的最大压力，球体边旋转边与撞击柱相互撞击，且伸缩杆处于初始状态下也在旋转，从而使得底座旋转。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明采用的驱动机构以及取料机构，能够在压铸完人字齿轮毛坯件后将其顶出下模，从而便于快速取出人字齿轮毛坯件，加快工作效率，防止人字齿轮毛坯件与下模内壁过于紧密不便取出毛坯件，且进行连续性的高效率的人字齿轮毛坯件压铸工作，生产效率大大提升；

同时球体对取料腔内壁上方进行撞击，从而产生震动，可以使得成型后的毛坯件与下模内壁之间松动，从而更佳方便快捷的取出毛坯件，避免毛坯件卡死在下模内导致无法顺利取出的现象发生；

且在人字齿轮毛坯件与下模内壁紧密性最大时，通过旋转底座，使得人字齿轮毛坯件与下模内壁初步松动，且可以使人字齿轮毛坯件与底座脱离，可以更高效的取出毛坯件，同时防止顶出人字齿轮毛坯件时，其倾斜与下模内壁相互卡住，从而使得震动强度最大化，能够保障充分取出人字齿轮毛坯件。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的驱动腔内部结构示意图；

图3是本发明的取料腔内部结构示意图；

图4是本发明的取料机构的示意图；

图5是本发明的取料机构与下模的爆炸图；

图6是本发明的压力腔与伸缩杆、伸缩腔之间的管道连接方式示意图；

图中：1、机座；2、气缸；3、上模；4、下模；5、驱动腔；51、连接杆；52、压力杆；53、压力腔；54、压力板；55、滑槽；56、液管一；561、压力阀一；562、压力阀二；57、液管二；571、控制阀；6、取料腔；61、轴承盘；62、齿轮座；63、伸缩杆；631、弹簧；632、球体；64、底座；65、通孔；66、撞击柱；68、伸缩腔；681、齿板。

具体实施方式

以下结合较佳实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供技术方案：一种粉末冶金人字齿轮工件加工模具的成型设备，包括成型设备，成型设备包括机座1、气缸2、上模3、下模4、驱动腔5以及取料腔6；

驱动腔5的内部设置有驱动机构，取料腔6的内部设置有取料机构，气缸2固定安装于机座1的上方，上模3与气缸2的输出端固定连接，驱动腔5固定安装于机座1的左侧，取料腔6固定安装于机座1的底部，下模4固定安装于取料腔6的上方；

上模3与下模4相互对齐；

将坯粉放入下模4内，后成型设备运行，气缸2启动，驱动上模3向下移动，直至与下模4合模，对坯粉进行压制，从而得到人字齿轮毛坯件，合模过程中，驱动机构控制取料机构运行，从而便于后续操作人员快速去除人字齿轮毛坯件，从而提高生产效率。

驱动机构包括连接杆51、压力杆52、压力腔53、压力板54、液管一56以及液管二57；

取料机构包括轴承盘61、齿轮座62、伸缩杆63以及底座64；

驱动腔5的一侧设置有滑槽55，连接杆51与上模3一侧固定，且滑动连接于滑槽55内，压力腔53固定安装于驱动腔5的内壁底部，压力板54滑动连接于压力腔53的内壁，且通过压力杆52与连接杆51固定；

齿轮座62通过轴承盘61安装于取料腔6的内壁底部，底座64滑动连接于下模4的内壁，且通过伸缩杆63与齿轮座62上表面固定，取料腔6的上方中间开设有通孔65，且伸缩杆63滑动连接于通孔65内；

液管一56以及液管二57的两端分别与驱动腔5以及取料腔6连接，压力腔53的下方与液管二57的一端管道连接，伸缩杆63与液管二57的另一端管道连接，液管二57的右侧内部设置有控制阀571，压力腔53的内部填充有液压油；

在上模3下降过程中，通过连接杆51带动压力杆52向下移动，连接杆51通过滑槽55滑动，压力杆52带动压力板54沿压力腔53内壁向下滑动，压力板54下方的液压油受到挤压后进入液管二57内，当合模完成后，驱动控制阀571开启，液管二57内的液压油通过管道进入伸缩杆63内，使其内部液压增大，之后再驱动控制阀571关闭，当合模完成上模3抬起时，伸缩杆63内部液压大，从而瞬间伸出，带动底座64对下模4内的人字齿轮毛坯件进行挤压，将其顶出下模4，从而便于快速取出人字齿轮毛坯件，加快工作效率，防止人字齿轮毛坯件与下模4内壁过于紧密不便取出毛坯件，当气缸2带动上模3抬起复位后控制阀571再开启，压力板54下方产生的负压再将伸缩杆63内的液压油通过液管二57抽取回来，从而进行连续性的高效率的人字齿轮毛坯件压铸工作，生产效率大大提升。

取料腔6的内壁上方均匀固定有若干撞击柱66，伸缩杆63的四周均匀固定有若干弹簧631，且弹簧631的外端均固定有球体632；

撞击柱66的下端为球形状，且球体632位于撞击柱66的正下方；

通过上述步骤，伸缩杆63做伸出和收缩运动时，通过弹簧631带动球体632上下移动，球体632与撞击柱66的下端相互接触并挤压，从而使弹簧631受力形变，之后球体632与撞击柱66脱离接触后，弹簧631产生的反作用力使得球体632对取料腔6内壁上方进行撞击，从而产生震动，可以使得成型后的毛坯件与下模4内壁之间松动，从而更佳方便快捷的取出毛坯件，避免毛坯件卡死在下模4内导致无法顺利取出的现象发生。

取料腔6的内壁右侧固定有伸缩腔68，伸缩腔68的外端固定有齿板681，齿板681与齿轮座62的一侧相互啮合；

压力腔53的下方与液管一56的一端连接有两根管道，且两根管道内分别设置有压力阀一561以及压力阀二562，伸缩腔68与液管一56的另一端管道连接；

通过上述步骤，在压力板54沿压力腔53内壁上下滑动过程中，压力板54上方的液压油受到挤压和抽取，从而对液管一56内的压力进行作用，当上模3下降对下模4进行挤压时，气缸2的压力到达一定程度后，上模3下降的距离增大，对人字毛坯件进行最大强度上的挤压成型工作，这时压力板54沿压力腔53内壁向下滑动的距离最大化，使得压力阀二562压力到达极限从而打开，通过液管一56将伸缩腔68内的液压油抽取出来，从而使其缩短，带动齿板681向右侧移动，齿板681与齿轮座62相互啮合带动齿轮座62转动，从而带动伸缩杆63转动，之后压力板54沿压力腔53内壁向上滑动复位，压力阀一561到达压力承受极限，将液压油再注入到伸缩腔68内，使其带动齿板681复位，同时伸缩杆63复位，使得伸缩杆63做收缩并旋转的运动，带动球体632绕其中心转动，对撞击柱66进行旋转撞击，撞击力度增大，震动强度增大，从而能够进一步充分将人字齿轮毛坯件与下模4内壁脱离，充分避免人字齿轮毛坯件在顶出下模4后倾斜与下模4内壁卡死，能够保障充分快速的取出人字齿轮毛坯件，并保障人字齿轮毛坯件的外壁质量，防止其被磨损；

同时，在伸缩杆63转动时带动底座64在下模4的内壁转动，人字齿轮毛坯件与下模4内壁契合无法转动，从而在气缸2压力较大人字齿轮毛坯件与底座64表面紧密贴合，底座64对人字齿轮毛坯件产生较强的吸附力时，使底座64转动，与人字齿轮毛坯件的底面摩擦，从而使底座64表面与人字齿轮毛坯件的底面充分脱离，进一步提高脱模效率。

成型设备的成型步骤包括还包括：

步骤S2.1、将坯粉放入下模4内，通过气缸2带动上模3下降，从而与下模4之间形成合模，合模状态的上模3与下模4对坯粉进行压制；

步骤S2.2、气缸2受到气源影响压力大小出现跳动，使得上模3与下模4之间的压力不同，从而使上模3下降距离出现变化，同时压力腔53通过管道排入液管一56内的油压发生变化，合模完成后，控制阀571开启，油液进入伸缩杆63，使伸缩杆63内液压增大，再关闭控制阀571，气缸2复位，使得上模3复位，底座64通过伸缩杆63快速将人字齿轮毛坯件顶出下模4，同时压力腔53的下方产生负压，这时开启控制阀571，快速将排进伸缩杆63内的油液抽出，使得底座64复位，再关闭控制阀571，当气缸2的压力最大时进入步骤S2.3，反之进入步骤S2.4；

步骤S2.3、压力阀二562以及压力阀一561到达压力承受极限，从而打开，对伸缩腔68内做抽取和排放油液工作，从而使齿板681左右移动，通过与齿轮座62的啮合，使底座64做顺逆交替旋转运动；

步骤S2.4、操作人员拾取顶出的人字齿轮毛坯件。

步骤S2.2中，顶出人字齿轮毛坯件的力度随压铸力度大小变化而自动变化，同时，球体632与撞击柱66相互撞击产生的震动强度也自动变化；

气缸2的压铸力度越强，人字齿轮毛坯件与下模4内壁的紧密性越大，从而使得顶出人字齿轮毛坯件的力度越大，通过震动从而松动人字齿轮毛坯件的强度越大，一方面充分保障快速完整取出人字齿轮毛坯件，另一方面控制住顶出力度，从而保护人字齿轮毛坯件的表面质量。

步骤S2.3中，当F=时，F为气缸2的压力大小，为气缸2的最大压力，球体632边旋转边与撞击柱66相互撞击，且伸缩杆63处于初始状态下也在旋转，从而使得底座64旋转；

在人字齿轮毛坯件与下模4内壁紧密性最大时，通过旋转底座64，使得人字齿轮毛坯件与下模4内壁初步松动，且可以使人字齿轮毛坯件与底座64脱离，可以更高效的取出毛坯件，同时防止顶出人字齿轮毛坯件时，其倾斜与下模4内壁相互卡住，从而使得震动强度最大化，能够保障充分取出人字齿轮毛坯件。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、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，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。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种粉末冶金人字齿轮工件加工模具的成型设备，包括成型设备，其特征在于：所述成型设备包括机座（1）、气缸（2）、上模（3）、下模（4）、驱动腔（5）以及取料腔（6）；

所述驱动腔（5）的内部设置有驱动机构，所述取料腔（6）的内部设置有取料机构，所述气缸（2）固定安装于机座（1）的上方，所述上模（3）与气缸（2）的输出端固定连接，所述驱动腔（5）固定安装于机座（1）的左侧，所述取料腔（6）固定安装于机座（1）的底部，所述下模（4）固定安装于取料腔（6）的上方；

所述上模（3）与下模（4）相互对齐，所述驱动机构包括连接杆（51）、压力杆（52）、压力腔（53）、压力板（54）、液管一（56）以及液管二（57）；

所述取料机构包括轴承盘（61）、齿轮座（62）、伸缩杆（63）以及底座（64）；

所述驱动腔（5）的一侧设置有滑槽（55），所述连接杆（51）与上模（3）一侧固定，且滑动连接于滑槽（55）内，所述压力腔（53）固定安装于驱动腔（5）的内壁底部，所述压力板（54）滑动连接于压力腔（53）的内壁，且通过压力杆（52）与连接杆（51）固定；

所述齿轮座（62）通过轴承盘（61）安装于取料腔（6）的内壁底部，所述底座（64）滑动连接于下模（4）的内壁，且通过伸缩杆（63）与齿轮座（62）上表面固定，所述取料腔（6）的上方中间开设有通孔（65），且伸缩杆（63）滑动连接于通孔（65）内；

所述液管一（56）以及液管二（57）的两端分别与驱动腔（5）以及取料腔（6）连接，所述压力腔（53）的下方与液管二（57）的一端管道连接，所述伸缩杆（63）与液管二（57）的另一端管道连接，所述液管二（57）的右侧内部设置有控制阀（571），所述压力腔（53）的内部填充有液压油，所述取料腔（6）的内壁上方均匀固定有若干撞击柱（66），所述伸缩杆（63）的四周均匀固定有若干弹簧（631），且弹簧（631）的外端均固定有球体（632）；

所述撞击柱（66）的下端为球形状，且球体（632）位于撞击柱（66）的正下方，所述取料腔（6）的内壁右侧固定有伸缩腔（68），所述伸缩腔（68）的外端固定有齿板（681），所述齿板（681）与齿轮座（62）的一侧相互啮合；

所述压力腔（53）的下方与液管一（56）的一端连接有两根管道，且两根管道内分别设置有压力阀一（561）以及压力阀二（562），所述伸缩腔（68）与液管一（56）的另一端管道连接。

2.根据权利要求1所述的一种粉末冶金人字齿轮工件加工模具的成型设备，其特征在于：所述成型设备的成型步骤包括：

步骤S2.1、将坯粉放入下模（4）内，通过气缸（2）带动上模（3）下降，从而与下模（4）之间形成合模，合模状态的上模（3）与下模（4）对坯粉进行压制；

步骤S2.2、气缸（2）受到气源影响压力大小出现跳动，使得上模（3）与下模（4）之间的压力不同，从而使上模（3）下降距离出现变化，同时压力腔（53）通过管道排入液管一（56）内的油压发生变化，合模完成后，控制阀（571）开启，油液进入伸缩杆（63），使伸缩杆（63）内液压增大，再关闭控制阀（571），气缸（2）复位，使得上模（3）复位，底座（64）通过伸缩杆（63）快速将人字齿轮毛坯件顶出下模（4），同时压力腔（53）的下方产生负压，这时开启控制阀（571），快速将排进伸缩杆（63）内的油液抽出，使得底座（64）复位，再关闭控制阀（571），当气缸（2）的压力最大时进入步骤S2.3，反之进入步骤S2.4；

步骤S2.3、压力阀二（562）以及压力阀一（561）到达压力承受极限，从而打开，对伸缩腔（68）内做抽取和排放油液工作，从而使齿板（681）左右移动，通过与齿轮座（62）的啮合，使底座（64）做顺逆交替旋转运动；

步骤S2.4、操作人员拾取顶出的人字齿轮毛坯件。

3.根据权利要求2所述的一种粉末冶金人字齿轮工件加工模具的成型设备，其特征在于：所述步骤S2.2中，顶出人字齿轮毛坯件的力度随压铸力度大小变化而自动变化，同时，球体（632）与撞击柱（66）相互撞击产生的震动强度也自动变化。

4.根据权利要求3所述的一种粉末冶金人字齿轮工件加工模具的成型设备，其特征在于：所述步骤S2.3中，当时，为气缸（2）的压力大小，为气缸（2）的最大压力，球体（632）边旋转边与撞击柱（66）相互撞击，且伸缩杆（63）处于初始状态下也在旋转，从而使得底座（64）旋转。