專利名稱：鋅基合金蝸輪精密成形方法及專用模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機械零件的加工，特指一種鋅基合金蝸輪的精密成形方法及專用模具，即僅需要少量后續(xù)加工的精化鋅基合金毛坯的成形方法。
背景技術(shù)：
蝸輪是在機械行業(yè)中大量應(yīng)用的耐磨件。鋅基合金以其優(yōu)良的使用性能取代價格昂貴的銅合金已成必然趨勢。目前，國內(nèi)的鋅基合金蝸輪通常是采用鑄造毛坯來加工，由于受到鑄造結(jié)晶條件的限制，不但毛坯的切削余量大，而且內(nèi)部的缺陷也較難消除。特別是大尺寸的鋅基合金蝸輪，底縮、疏松與二次氧化夾雜等鑄造缺陷的產(chǎn)生往往是造成蝸輪在服役條件下早期報廢的原因。
液態(tài)模鍛是一種新型的金屬成形新型工藝方法，其借助了金屬鑄造的流動性與鍛造的塑變性，迫使液態(tài)金屬在一定的壓力下結(jié)晶并發(fā)生足量塑變，使得毛坯內(nèi)在與外觀質(zhì)量與鑄造相比均發(fā)生顯著的變化。
目前國內(nèi)齒類零件的精密成形技術(shù)僅局限在直齒和傘齒類零件，由于蝸輪零件齒部的外形為螺旋狀，且?guī)в邪紦?，致使零件通過壓力加工的方法成形后，出模的問題難以解決。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述困難，本發(fā)明提供一種鋅基合金蝸輪的精密成形方法及專用模具，不但解決蝸輪的齒部成形的問題，而且還解決了從模具中順利取出工件的問題。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的方案是鋅基合金蝸輪的精密成形方法為1.驅(qū)動齒形鑲塊向模具中心移動，并將其收攏直至相互閉合；2.將熔煉后液態(tài)的鋅基合金澆入經(jīng)過預(yù)熱的齒形鑲塊鑲拼而成的模腔內(nèi)；3.對液態(tài)金屬加壓并保壓一定時間后，使其充滿模腔并凝固；
4.齒形鑲塊向后退移，使齒形鑲塊與成形工件脫離接觸；；5.將成形后的工件頂出模腔。
專用模具的特征是設(shè)置齒形鑲塊，放置于固定在下模板上呈T形槽的滑槽支塊內(nèi)，被加工蝸輪放置于與蝸輪齒數(shù)相同的齒形鑲塊圍成的模腔中，蝸輪的下端由頂桿依次貫穿下模板、墊塊、凹模底板經(jīng)頂件器固定，上端由上沖頭經(jīng)貫穿其中的銷軸固定，齒形鑲塊由帶斜楔的錐套向心固定，錐套經(jīng)油缸固定在下模板上，壓緊螺釘經(jīng)支撐架壓緊齒形鑲塊，壓緊螺釘上套設(shè)壓縮彈簧提供齒形鑲塊的回程力。
本發(fā)明，首先在成形方法上采用鋅基合金的液態(tài)模鍛工藝，借助液態(tài)金屬的流動性，使蝸輪的齒部成形飽滿。在加壓模鍛的過程中，消除縮孔、疏松、粗大枝晶等缺陷，提高工件的內(nèi)在質(zhì)量。其次，在成形工裝上采用組合模具，按齒數(shù)組成鑲拼結(jié)構(gòu)，鑲塊可以實現(xiàn)一定量的水平位移，達到使成形后的工件順利從模具中取出的目的。
本發(fā)明的有益效果是可以實現(xiàn)鋅基合金蝸輪零件的精密成形，既保證蝸輪齒部形狀與尺寸的精度，又能獲得組織致密、內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)異的鋅基合金蝸輪鍛坯。與鑄造相比，材料可節(jié)省30％以上，加工工時為鑄造毛坯的1/3-1/5，批量生產(chǎn)效率可提高3-5倍。節(jié)省能源，后續(xù)加工工時的消耗可大大減少，實現(xiàn)節(jié)能節(jié)材的目的。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。
圖1為鋅基合金蝸輪液態(tài)模鍛成形模具示意圖圖中1、上沖頭，2、銷軸，3、蝸輪，4、凹模底板，5、齒形鑲塊，6錐套，7、油缸8、支撐架、9、壓緊螺釘，10壓縮彈簧，11、頂件器12、滑槽支塊，13、下模板，14、墊塊，15、頂桿具體實施方式
如圖1所示，蝸輪3在由與齒數(shù)相同的齒形鑲塊5圍成的模腔內(nèi)成形，齒形鑲塊5可在由T形槽導(dǎo)向作用的滑槽支塊12內(nèi)作徑向前后移動。向心位移量由油缸7驅(qū)動的錐套6確定，當齒形鑲5塊斜面在錐套6的斜楔的作用下向中心移動完全閉合后，即為其極限位置(成形位置)。齒形鑲塊5與凹模底板4為間隙配合，以避免液態(tài)金屬在壓力的作用下溢入，從而形成飛刺。齒形鑲塊5的回程力由壓縮彈簧10提供，蝸輪3的鍛坯頂出力由油壓機頂出缸提供，經(jīng)頂桿15、頂件器11作用在蝸輪3的鍛坯上。蝸輪3的下端由頂桿15依次貫穿下模板13、墊塊14、凹模底板4經(jīng)頂件器11固定，上端由上沖頭1經(jīng)貫穿其中的銷軸2固定，錐套6經(jīng)油缸固定在下模板13上，壓緊螺釘9經(jīng)支撐架8壓緊齒形鑲塊5。
鋅基合金蝸輪鍛坯的成形操作過程如下1、啟動油缸7，錐套6下行，其上斜楔與齒形鑲塊5斜面接觸，驅(qū)動齒形鑲塊向模具中心移動，并將其收攏直至相互閉合；2、將熔煉后液態(tài)的鋅基合金澆入經(jīng)過預(yù)熱的模腔內(nèi)；3、啟動油壓機，上沖頭1對液態(tài)金屬加壓并保壓一定時間后，使其充滿模腔并凝固；4、上沖頭1回程，啟動油缸，驅(qū)動錐套6上行至與齒形鑲塊5脫離接觸，齒形鑲塊5在壓縮彈簧10的作用下向后退移，使齒形鑲塊5與成形工件脫離接觸；；5、油壓機下頂出缸上行，通過頂桿15、頂件器11將成形后的工件頂出模腔。
權(quán)利要求
1.鋅基合金蝸輪的精密成形方法，其特征是a.驅(qū)動齒形鑲塊向模具中心移動，并將其收攏直至相互閉合；b.將熔煉后液態(tài)的鋅基合金澆入經(jīng)過預(yù)熱的齒形鑲塊鑲拼而成的模腔內(nèi)；c.對液態(tài)金屬加壓并保壓一定時間后，使其充滿模腔并凝固；d.齒形鑲塊向后退移，使齒形鑲塊與成形工件脫離接觸；e..將成形后的工件頂出模腔。
2.實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的鋅基合金蝸輪的精密成形方法的專用模具，其特征是設(shè)置齒形鑲塊(5)，放置于固定在下模板(13)上呈T形槽的滑槽支塊(12)內(nèi)，被加工蝸輪放置于與蝸輪齒數(shù)相同的齒形鑲塊(5)圍成的模腔中，蝸輪(5)的下端由頂桿(15)依次貫穿下模板(13)、墊塊(14)、凹模底板(4)經(jīng)頂件器(11)固定，上端由上沖頭(1)經(jīng)貫穿其中的銷軸(2)固定，齒形鑲塊(5)由帶斜楔的錐套(6)向心固定，錐套(6)經(jīng)油缸固定在下模板(13)上，壓緊螺釘(9)經(jīng)支撐架(8)壓緊齒形鑲塊(5)，壓緊螺釘(9)上套設(shè)壓縮彈簧(10)提供齒形鑲塊(5)的回程力。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鋅基合金蝸輪的精密成形方法及專用模具，不但解決蝸輪的齒部成形的問題，而且還解決了從模具中順利取出工件的問題。其成形方法上采用鋅基合金的液態(tài)模鍛工藝，借助液態(tài)金屬的流動性，使蝸輪的齒部成形飽滿。其次，在成形工裝上采用組合模具，按齒數(shù)組成鑲拼結(jié)構(gòu)，鑲塊可以實現(xiàn)一定量的水平位移，達到使成形后的工件順利從模具中取出的目的。其既保證蝸輪齒部形狀與尺寸的精度，又能獲得組織致密、內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)異的鋅基合金蝸輪鍛坯，并節(jié)省能源，使后續(xù)加工工時的消耗可大大減少，實現(xiàn)了節(jié)能節(jié)材的目的。
文檔編號B22D18/00GK1583321SQ20041004496
公開日2005年2月23日 申請日期2004年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月7日
發(fā)明者劉忠德 申請人:江蘇大學