阅读说明：本技术 一种台阶式齿毂成型机构及其成型方法 (A kind of step tooth hub shaping mechanism and its forming method ) 是由 张�焕 王显超 赵晓亮 肖奇 李华乔 李麒麟 于 2019-08-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种台阶式齿毂成型机构及其成型方法,所述第一下模与所述工作台固定连接,所述第一上模设于所述第一下模的上方,所述第一驱动件设置在所述第一上模的上方,所述第一模芯和所述第一成型件设于所述第一下模和所述第一上模之间,多个所述第一成型件呈圆周围绕所述第一模芯,且每个所述第一成型件在所述第一上模朝向所述第一下模移动时,绕所述第一模芯的轴向线旋转,每个所述第一成型件上的第一凸起部和第一抵持部均对应所述第一模芯的齿槽。该成型机构达到能够同时对齿毂进行双层内外花键成型,减少双层齿毂成型工序,提升双层齿毂齿形加工精度,降低制造成本的目的。(The invention discloses a kind of step tooth hub shaping mechanism and its forming methods, first lower die is fixedly connected with the workbench, first upper mold is set to the top of first lower die, the top of first upper mold is arranged in first actuator, first mold core and first molded part are set between first lower die and first upper mold, multiple first molded parts circumferentially surround first mold core, and each first molded part is when first upper mold is mobile towards first lower die, axial line around first mold core rotates, the first lug boss and the first support division on each first molded part correspond to the tooth socket of first mold core.The shaping mechanism, which reaches, to carry out external splines molding in bilayer to tooth hub simultaneously, reduce double-layered tooth hub molding procedure, promote double-layered tooth hub tooth Profile Machining precision, reduce the purpose of manufacturing cost.)

一种台阶式齿毂成型机构及其成型方法

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种台阶式齿毂成型机构及其成型方法。

背景技术

随着汽车行业的不断发展，国内零部件加工制造水平不断提高，对变速箱内的重要零件齿毂需求不断攀升，并且齿毂结构不断变化，制造难度大幅提升。对于台阶式(双层)内外花键成型而言，由于结构限制，并不能通过一次冲压或滚压完成双层内外花键成型，而分步成型对双层齿形位置度影响较大，并且需要增加成型工序，增加制造成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种台阶式齿毂成型机构及其成型方法，旨在解决现有技术中的对于台阶式内外花键成型而言，由于结构限制，并不能通过一次冲压或滚压完成双层内外花键成型，而分步成型对双层齿形位置度影响较大，并且需要增加成型工序，增加制造成本的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的一种台阶式齿毂成型机构，包括工作台和第一组成型装置，所述第一组成型装置设置在所述工作台上，所述第一组成型装置包括第一下模、第一上模、第一驱动件、第一模芯和第一成型件，所述第一下模与所述工作台固定连接，并位于所述工作台上方，所述第一上模设于所述第一下模的上方，所述第一驱动件设置在所述第一上模的上方，所述第一模芯和所述第一成型件设于所述第一下模和所述第一上模之间，所述第一模芯上具有对应双层齿毂毛坯的上下两层内齿的第一上挤压部和第一下挤压部，所述第一成型件的数量至少为两个，多个所述第一成型件呈圆周围绕所述第一模芯，且每个所述第一成型件在所述第一上模朝向所述第一下模移动时，绕所述第一模芯的轴向线旋转，每个所述第一成型件上的第一凸起部和第一抵持部均对应所述第一模芯的齿槽。

其中，所述台阶式齿毂成型机构还包括第二组成型装置，所述第二组成型装置包括第二下模、第二上模、第二驱动件、第二模芯和第二成型件，所述第二下模与所述工作台固定连接，并位于所述工作台上方，所述第二上模设于所述第二下模的上方，所述第二驱动件设置在所述第二上模的上方，所述第二模芯和所述第二成型件设于所述第二下模和所述第二上模之间，所述第二成型件的数量至少为两个，多个所述第二成型件呈圆周围绕所述第二模芯，且每个所述第二成型件在所述第二上模朝向所述第二下模移动时，绕所述第二模芯的轴向线旋转，每个所述第二成型件上的第二凸起部和第二抵持部均对应所述第二模芯的齿槽。

其中，所述台阶式齿毂成型机构还包括第三组成型装置，所述第三组成型装置包括第三下模、第三上模、第三驱动件、第三模芯和第三成型件，所述第三下模与所述工作台固定连接，并位于所述工作台上方，所述第三上模设于所述第三下模的上方，所述第三驱动件设置在所述第三上模的上方，所述第三模芯和所述第三成型件设于所述第三下模和所述第三上模之间，所述第三成型件的数量至少为两个，多个所述第三成型件呈圆周围绕所述第三模芯，且每个所述第三成型件在所述第三上模朝向所述第三下模移动时，绕所述第三模芯的轴向线旋转，每个所述第三成型件上的第三凸起部和第三抵持部均对应所述第三模芯的齿槽。

其中，第一组成型装置装置、所述第二成型装置和所述第三成型装置依次设置在所述工作台上，所述第一模芯、所述第二模芯和所述第三模芯相同。

其中，每个所述第一成型件、每个所述第二成型件和每个所述第三成型件上均具有啮合部，且每个所述第一成型件、每个所述第二成型件和每个所述第三成型件的运动均利用渐开线齿形与齿条啮合产生的位移，驱动每个所述啮合部旋转。

本发明还提供一种台阶式齿毂成型方法，包括如下步骤：

所述第一组成型装置对放置在所述第一模芯上的已成型的双层齿毂毛坯进行挤压成型，完成第一序；

所述第二组成型装置对放置在所述第二模芯上的完成第一序的双层齿毂毛坯进行挤压成型，完成第二序；

所述第三组成型装置对放置在所述第三模芯上的完成第二序的双层齿毂毛坯进行挤压成型，形成台阶式齿毂。

其中，所述第一上模驱动所述第一模芯向下移动，每个所述第一成型件沿着所述第一模芯的轴向线旋转，对已成型的双层齿毂毛坯进行挤压成型，完成第一序。

其中，所述第二上模驱动所述第二模芯向下移动，每个所述第二成型件沿着所述第二模芯的轴向线旋转，对完成第一序的双层齿毂毛坯进行挤压成型，完成第一序。

其中，所述第三上模驱动所述第三模芯向下移动，每个所述第三成型件沿着所述第三模芯的轴向线旋转，对完成第二序的双层齿毂毛坯进行挤压成型，形成台阶式齿毂。

其中，所述台阶式齿毂成型机构啮合齿形所对应的渐开线发生基圆，且配对渐开线的参数方程x＝r(cosθ+θsinθ)，y＝r(sinθ-θcosθ)进行计算，θ为发生线与基圆的切点与圆心连线和X轴间的夹角，r为基圆半径，所述台阶式齿毂成型机构旋转1°，轴向位移2.589。

本发明的一种台阶式齿毂成型机构及其成型方法，通过所述第一下模与所述工作台固定连接，并位于所述工作台上方，所述第一上模设于所述第一下模的上方，所述第一驱动件设置在所述第一上模的上方，所述第一模芯和所述第一成型件设于所述第一下模和所述第一上模之间，所述第一模芯上具有对应双层齿毂毛坯的上下两层内齿的第一上挤压部和第一下挤压部，所述第一成型件的数量至少为两个，多个所述第一成型件呈圆周围绕所述第一模芯，且每个所述第一成型件在所述第一上模朝向所述第一下模移动时，绕所述第一模芯的轴向线旋转，每个所述第一成型件上的第一凸起部和第一抵持部均对应所述第一模芯的齿槽。其中利用所述模芯和所述第一成型件相互配合，能够同时对齿毂进行双层内外花键成型，减少双层齿毂成型工序，提升双层齿毂齿形加工精度，降低制造成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的第一组成型装置的部分结构示意图。

图2是本发明的第二组成型装置的部分结构示意图。

图3是本发明的第三组成型装置的部分结构示意图。

图4是本发明的第一组成型装置未动作时的结构示意图。

图5是本发明的第一组成型装置动作时的结构示意图。

图6是本发明的双层齿毂毛坯在成型前的结构示意图。

图7是本发明的双层齿毂的初步成型的结构示意图。

图8是本发明的双层齿毂的第二序成型的结构示意图。

图9是本发明的双层齿毂的终成型的结构示意图。

图10是本发明的第一模芯的结构示意图。

图11是本发明的台阶式齿毂成型机构的内部结构示意图。

图12是本发明的台阶式齿毂成型方法的流程图。

100-台阶式齿毂成型机构、10-工作台、11-啮合部、20-第一组成型装置、21-第一下模、22-第一上模、23-第一驱动件、24-第一模芯、241-第一上挤压部、242-第一下挤压部、25-第一成型件、251-第一凸起部、252-第一抵持部、30-第二组成型装置、31-第二下模、32-第二上模、33-第二驱动件、34-第二模芯、35-第二成型件、351-第二凸起部、352-第二抵持部、40-第三组成型装置、41-第三下模、42-第三上模、43-第三驱动件、44-第三模芯、45-第三成型件、451-第三凸起部、452-第三抵持部、200-台阶式齿毂成型方法。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1至图11，本发明提供了一种台阶式齿毂成型机构100，包括工作台10和第一组成型装置20，所述第一组成型装置20设置在所述工作台10上，所述第一组成型装置20包括第一下模21、第一上模22、第一驱动件23、第一模芯24和第一成型件25，所述第一下模21与所述工作台10固定连接，并位于所述工作台10上方，所述第一上模22设于所述第一下模21的上方，所述第一驱动件23设置在所述第一上模22的上方，所述第一模芯24和所述第一成型件25设于所述第一下模21和所述第一上模22之间，所述第一模芯24上具有对应双层齿毂毛坯的上下两层内齿的第一上挤压部241和第一下挤压部242，所述第一成型件25的数量至少为两个，多个所述第一成型件25呈圆周围绕所述第一模芯24，且每个所述第一成型件25在所述第一上模22朝向所述第一下模21移动时，绕所述第一模芯24的轴向线旋转，每个所述第一成型件25上的第一凸起部251和第一抵持部252均对应所述第一模芯24的齿槽。

在本实施方式中，所述第一驱动件23为液压气缸，当需要对台阶式齿毂即双层齿毂成型时，将双层齿毂毛坯放置在所述第一模芯24上，然后所述第一驱动件23驱动所述第一上模22垂直朝向所述第一下模21移动，在所述第一上模22与双层齿毂毛坯抵持后，从而驱动所述第一模芯24朝向所述第一下模21移动，在所述第一模芯24向下的同时，两个及其以上的所述第一成型件25绕所述第一模芯24的轴向线旋转，从而所述第一模芯24上的所述第一上挤压部241和所述第一下挤压部242与每个所述第一成型件25上的所述第一凸起部251和所述第一抵持部252共同配合，内外同时挤压双层齿毂毛坯，能够同时对齿毂进行双层内外花键成型，以此对台阶式齿毂初步成型，减少双层齿毂成型工序，提升双层齿毂齿形加工精度，降低模具投入成本，从而降低制造成本。

进一步地，所述台阶式齿毂成型机构100还包括第二组成型装置30，所述第二组成型装置30包括第二下模31、第二上模32、第二驱动件33、第二模芯34和第二成型件35，所述第二下模31与所述工作台10固定连接，并位于所述工作台10上方，所述第二上模32设于所述第二下模31的上方，所述第二驱动件33设置在所述第二上模32的上方，所述第二模芯34和所述第二成型件35设于所述第二下模31和所述第二上模32之间，所述第二成型件35的数量至少为两个，多个所述第二成型件35呈圆周围绕所述第二模芯34，且每个所述第二成型件35在所述第二上模32朝向所述第二下模31移动时，绕所述第二模芯34的轴向线旋转，每个所述第二成型件35上的第二凸起部351和第二抵持部352均对应所述第二模芯34的齿槽。

所述台阶式齿毂成型机构100还包括第三组成型装置40，所述第三组成型装置40包括第三下模41、第三上模42、第三驱动件43、第三模芯44和第三成型件45，所述第三下模41与所述工作台10固定连接，并位于所述工作台10上方，所述第三上模42设于所述第三下模41的上方，所述第三驱动件43设置在所述第三上模42的上方，所述第三模芯44和所述第三成型件45设于所述第三下模41和所述第三上模42之间，所述第三成型件45的数量至少为两个，多个所述第三成型件45呈圆周围绕所述第三模芯44，且每个所述第三成型件45在所述第三上模42朝向所述第三下模41移动时，绕所述第三模芯44的轴向线旋转，每个所述第三成型件45上的第三凸起部451和第三抵持部452均对应所述第三模芯44的齿槽。

第一组成型装置20装置、所述第二组成型装置30和所述第三组成型装置40依次设置在所述工作台10上，所述第一模芯24、所述第二模芯34和所述第三模芯44相同。

在本实施方式中，所述第二驱动件33和所述第三驱动件43均与所述第一驱动件23相同，均为液压气缸，由于所述第一组成型装置20装置、所述第二组成型装置30和所述第三组成型装置40依次设置在所述工作台10上，所述第一模芯24、所述第二模芯34和所述第三模芯44相同。在利用所述第一成型模具对双层齿毂毛坯进行初步成型后，将初步成型的双层齿毂放置在所述第二模芯34上，然后所述第二驱动件33驱动所述第二上模32垂直朝向所述第二下模31移动，在所述第二上模32与初步成型的双层齿毂抵持后，从而驱动所述第二模芯34朝向所述第二下模31移动，在所述第二模芯34向下的同时，两个及其以上的所述第二成型件35绕所述第二模芯34的轴向线旋转，从而所述第二模芯34上的所述第一上挤压部241和所述第一下挤压部242与每个所述第二成型件35上的所述第二凸起部351和所述第二抵持部352共同配合，内外同时挤压初步成型的双层齿毂，完成对双层齿毂的第二序成型挤压；

之后将完成第二序挤压的双层齿毂放置在所述第三模芯44上，然后所述第三驱动件43驱动所述第三上模42垂直朝向所述第三下模41移动，在所述第三上模42与完成第二序挤压成型的双层齿毂抵持后，从而驱动所述第三模芯44朝向所述第三下模41移动，在所述第三模芯44向下的同时，两个及其以上的所述第三成型件45绕所述第三模芯44的轴向线旋转，从而所述第三模芯44上的所述第一上挤压部241和所述第一下挤压部242与每个所述第三成型件45上的所述第三凸起部451和所述第三抵持部452共同配合，内外同时挤压第二序挤压成型的双层齿毂，使得双层齿毂的第二序成型挤压最终成型，得到台阶式齿毂。通过利用所述第一组成型装置20、所述第二组成型装置30和所述第三组成型装置40能够对所述双层齿毂毛坯，分三次成型，同时对双层齿毂齿形进行加工，减少了双层齿毂成型工序，提升双层齿毂齿形加工精度，简化了模具结构，降低模具投入成本，从而降低制造成本。

进一步地，每个所述第一成型件25、每个所述第二成型件35和每个所述第三成型件45上均具有啮合部11，且每个所述第一成型件25、每个所述第二成型件35和每个所述第三成型件45的运动均利用渐开线齿形与齿条啮合产生的位移，驱动每个所述啮合部11旋转。

在本实施方式中，每个所述第一成型件25、每个所述第二成型件35和每个所述第三成型件45的运动均利用渐开线齿形与齿条啮合产生的位移，驱动每个所述啮合部11旋转，从而能够将双层齿毂的外部挤压成型。

请参阅图12，本发明还提供一种台阶式齿毂成型方法200，包括如下步骤：

S100：所述第一组成型装置20对放置在所述第一模芯24上的已成型的双层齿毂毛坯进行挤压成型，完成第一序；

通过所述第一上模22驱动所述第一模芯24向下移动，每个所述第一成型件25沿着所述第一模芯24的轴向线旋转，从而所述第一模芯24上的所述第一上挤压部241和所述第一下挤压部242与每个所述第一成型件25上的所述第一凸起部251和所述第一抵持部252共同配合，内外同时挤压双层齿毂毛坯，能够同时对齿毂进行双层内外花键成型，以此对台阶式齿毂初步成型，完成第一序。

S200：所述第二组成型装置30对放置在所述第二模芯34上的完成第一序的双层齿毂毛坯进行挤压成型，完成第二序；

通过所述第二上模32驱动所述第二模芯34向下移动，每个所述第二成型件35沿着所述第二模芯34的轴向线旋转，从而所述第二模芯34上的所述第一上挤压部241和所述第一下挤压部242与每个所述第二成型件35上的所述第二凸起部351和所述第二抵持部352共同配合，内外同时挤压初步成型的双层齿毂，完成对双层齿毂的第二序成型挤压。

S300：所述第三组成型装置40对放置在所述第三模芯44上的完成第二序的双层齿毂毛坯进行挤压成型，形成台阶式齿毂。

通过所述第三上模42驱动所述第三模芯44向下移动，每个所述第三成型件45沿着所述第三模芯44的轴向线旋转，从而所述第三模芯44上的所述第一上挤压部241和所述第一下挤压部242与每个所述第三成型件45上的所述第三凸起部451和所述第三抵持部452共同配合，内外同时挤压第二序挤压成型的双层齿毂，使得双层齿毂的第二序成型挤压最终成型，得到台阶式齿毂。

所述台阶式齿毂成型机构100啮合齿形所对应的渐开线发生基圆，且配对渐开线的参数方程x＝r(cosθ+θsinθ)，y＝r(sinθ-θcosθ)进行计算，θ为发生线与基圆的切点与圆心连线和X轴间的夹角，r为基圆半径，所述台阶式齿毂成型机构100旋转1°，轴向位移2.589。通过对尺寸的计算，截取大直径滚轮部分区域参与齿毂造型，保持固定圆心，设计成型机构与双层齿毂接触部位的形状，机构驱动部位通过计算，设计为仿齿轮与齿条啮合的渐开线形式。此外通过利用所述第一组成型装置20、所述第二组成型装置30和所述第三组成型装置40能够对所述双层齿毂毛坯，分三次成型，同时对双层齿毂齿形进行加工，减少了双层齿毂成型工序，提升双层齿毂齿形加工精度，简化了模具结构，降低模具投入成本，从而降低制造成本。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。