一种减速机微小齿轮冷挤压成形设备及其工艺
阅读说明：本技术 一种减速机微小齿轮冷挤压成形设备及其工艺 (Cold extrusion forming equipment and process for micro gear of speed reducer ) 是由 沈毅 汪斌 孙海亮 于 2021-09-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开的属于齿轮冷挤压成形技术领域,具体为一种减速机微小齿轮冷挤压成形设备及其工艺,包括支撑组件,所述支撑组件包括底板,所述底板两端固定连接支撑杆,所述支撑杆远离所述底板的一端可拆卸连接顶板,所述支撑组件上固定安装有驱动机构,所述驱动机构上设置有上模组件,所述支撑组件上安装有下模组件,本发明的有益效果是：通过设置驱动机构带动上模组件下降,使得上模组件中的凸模能够稳定地进行下降,从而使得加工的精度高,质量好,通过设置缓冲组件,凸模与凹模接触时进行缓冲,使得凸模与凹模接触刚接触时为柔性接触,再转化为刚性接触,从而使得工件的加工质量好,废品率低。(The invention discloses a cold extrusion forming device and a process for a miniature gear of a speed reducer, belonging to the technical field of cold extrusion forming of gears, and comprising a support assembly, wherein the support assembly comprises a bottom plate, two ends of the bottom plate are fixedly connected with support rods, one end of each support rod, far away from the bottom plate, is detachably connected with a top plate, a driving mechanism is fixedly arranged on the support assembly, an upper die assembly is arranged on the driving mechanism, and a lower die assembly is arranged on the support assembly, and the cold extrusion forming device has the beneficial effects that: the upper die assembly is driven to descend by the driving mechanism, so that the male die in the upper die assembly can descend stably, the machining precision is high, the quality is good, the male die is in buffer contact with the female die by the buffer assembly, the male die is in flexible contact with the female die when in rigid contact, and then the male die is in rigid contact with the female die, so that the machining quality of workpieces is good, and the rejection rate is low.)
技术领域
本发明涉及齿轮冷挤压成形技术领域，具体为一种减速机微小齿轮冷挤压成形设备及其工艺。
背景技术
冷挤压是精密塑性体积成形技术中的一个重要组成部分，冷挤压是指在冷态下将金属毛坯放入模具模腔内，在强大的压力和一定的速度作用下，迫使金属从模腔中挤出，从而获得所需形状、尺寸以及具有一定力学性能的挤压件；显然，冷挤压加工是靠模具来控制金属流动，靠金属体积的大量转移来成形零件的，冷挤压技术是一种高精、高效、优质低耗的先进生产工艺技术，较多应用于中小型锻件规模化生产中；与热锻、温锻工艺相比，可以节材30％～50％，节能40％～80％而且能够提高锻件质量，改善作业环境。
现有的齿轮冷挤压成形设备，凸模向下运动不稳定，从而使得加工的齿轮质量精度不足，并且凸模和凹模开始接触时为刚性接触，没有进行缓冲，进一步使加工的齿轮质量不稳定。
发明内容
鉴于现有一种减速机微小齿轮冷挤压成形设备及其工艺中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明的目的是提供一种减速机微小齿轮冷挤压成形设备及其工艺，通过驱动机构带动凸模稳定下降，并通过导位杆进一步强化了凸模的稳定，并通过缓冲组件使得凸模和凹模先柔性接触，再刚性接触，有效进行缓冲，从而使得加工的齿轮质量好，精度高，解决了现有的齿轮冷挤压成形设备，凸模向下运动不稳定，从而使得加工的齿轮质量精度不足，并且凸模模和凹模在接触时为刚性接触，没有进行缓冲，进一步使加工的齿轮质量不稳定的问题。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种减速机微小齿轮冷挤压成形设备，包括支撑组件，所述支撑组件包括底板，所述底板两端固定连接支撑杆，所述支撑杆远离所述底板的一端可拆卸连接顶板，所述支撑组件上固定安装有驱动机构，所述驱动机构上设置有上模组件，所述支撑组件上安装有下模组件；
所述上模组件包括第一支撑板，所述第一支撑板底端固定连接上模座，所述上模座底端固定连接凸模；
所述下模组件包括支撑座，所述支撑座顶端固定连接外套座，所述外套座内部套设有垫板和中模座，所述中模座内腔中设有凹模，所述中模座和凹模通过缓冲组件滑动连接，所述凹模底端外壁滑动连接套筒座，所述套筒座底端固定连接所述中模座，所述中模座底端内壁滑动连接顶柱，所述顶柱底端固定连接第一缓冲弹簧，所述支撑座底端固定连接所述底板；
所述缓冲组件包括移动板，所述移动板内壁滑动连接稳定杆，所述稳定杆顶端固定连接支撑块，所述稳定杆外壁套有第二缓冲弹簧，所述第二缓冲弹簧位于所述移动板的下方；
所述驱动机构包括伺服电机，所述伺服电机安装在所述顶板上，所述伺服电机的输出轴固定连接转轴，所述转轴外壁固定连接主动皮带轮，所述主动皮带轮设有两组，下方所述主动皮带轮通过皮带传动连接左从动皮带轮，上方所述主动皮带轮通过皮带传动连接右从动皮带轮，所述左从动皮带轮内壁固定连接第一螺纹杆，所述右从动皮带轮内壁固定连接第二螺纹杆，第一螺纹杆和第二螺纹杆外壁分别螺纹连接动力螺母，所述动力螺母通过螺栓安装在升降板上，所述升降板上安装有导套。
作为本发明所述的一种减速机微小齿轮冷挤压成形设备的一种优选方案，其中：所述第一缓冲弹簧底端焊接连接弹簧板，所述弹簧板通过螺栓固定连接所述底板。
作为本发明所述的一种减速机微小齿轮冷挤压成形设备的一种优选方案，其中：所述底板上开设有凹槽，所述第一缓冲弹簧位于所述凹槽内。
作为本发明所述的一种减速机微小齿轮冷挤压成形设备的一种优选方案，其中：所述支撑块底端固定连接所述中模座，所述移动板远离所述凹模的一端固定连接滑块。
作为本发明所述的一种减速机微小齿轮冷挤压成形设备的一种优选方案，其中：所述中模座上开设有滑槽，所述滑槽内壁滑动连接所述滑块。
作为本发明所述的一种减速机微小齿轮冷挤压成形设备的一种优选方案，其中：所述第一螺纹杆和第二螺纹杆均分别通过轴承转动连接轴承座，所述轴承座固定安装在所述底板上，所述顶板顶端通过螺栓安装有封壳。
作为本发明所述的一种减速机微小齿轮冷挤压成形设备的一种优选方案，其中：所述顶板两端底部固定连接第一固定板，所述支撑杆顶端固定连接第二固定板，所述第一固定板和第二固定板通过螺栓固定连接。
作为本发明所述的一种减速机微小齿轮冷挤压成形设备的一种优选方案，其中：所述顶板底端通过螺栓连接导位杆，所述导位杆底端通过螺栓连接所述底板。
作为本发明所述的一种减速机微小齿轮冷挤压成形设备的一种优选方案，其中：所述升降板上开设有第一通孔和第二通孔，所述导套安装在所述第一通孔内，所述动力螺母安装在所述第二通孔内，所述第一支撑板顶端焊接有槽板，所述槽板上开设有内螺纹孔和矩形槽，所述矩形槽内壁插接升降板，所述槽板和升降板通过螺栓进行固定。
一种减速机微小齿轮冷挤压成形工艺，具体包括以下步骤：
S1，按照工艺设计要求将原材料锯切成段，喷涂润滑剂，烘干润滑剂；
S2，将坯料在带保护气氛的中频感应加热炉中加热至1200℃～1250℃，在压力机上温锻成预锻坯；
S3，将预锻坯进行球化退火，然后喷丸，再对表面进行磷化皂化处理；球化退火温度为750℃～800℃，时间为200分钟，然后用强风快速冷却到600℃～650℃，在600℃～650℃回火炉内等温处理，时间为100分钟。
S4，将预锻坯放置到凹模内，启动伺服电机，伺服电机的输出轴通过主动皮带轮、右从动皮带轮和左从动皮带轮带动第一螺纹杆和第二螺纹杆旋转，在动力螺母的作用下，驱动升降板下降。
S5，凸模接触凹模时，支撑块随着凹模下降，支撑块对第二缓冲弹簧进行压缩，从而使得凸模和凹模刚接触时为柔性接触，并且第一缓冲弹簧被压缩；
S6，挤压完成后，伺服电机反向旋转，从而带动升降板向上运动，第一缓冲弹簧恢复形变，将凹模中挤压好的工件顶出去。
与现有技术相比：
1、通过设置驱动机构带动上模组件下降，使得上模组件中的凸模能够稳定地进行下降，从而使得加工的精度高，质量好；
2、通过设置缓冲组件，凸模与凹模接触时进行缓冲，使得凸模与凹模接触刚接触时为柔性接触，再转化为刚性接触，从而使得工件的加工质量好，废品率低。
附图说明
图1为本发明提供的结构示意图；
图2为本发明提供的图1的内部结构示意图；
图3为本发明提供的模组件的放大图；
图4为本发明提供的图3中A处放大图；
图5为本发明提供的升降板的俯视图；
图6为本发明提供的图5中B处放大图；
图7为本发明提供的槽板的俯视图。
图中：上模组件1、上模座11、凸模12、第一支撑板13、下模组件2、支撑座21、垫板22、外套座23、中模座24、滑槽241、筒座25、凹模26、顶柱27、驱动机构3、槽板30、矩形槽301、内螺纹孔302、伺服电机31、封壳311、转轴33、主动皮带轮34、右从动皮带轮35、左从动皮带轮36、第一螺纹杆37、第二螺纹杆38、升降板39、第二通孔391、第一通孔392、动力螺母393、导套394、导位杆4、支撑组件5、底板51、支撑杆52、第二固定板521、顶板53、第一固定板531、缓冲组件6、移动板61、支撑块62、稳定杆63、第二缓冲弹簧64、滑块65、第一缓冲弹簧7、弹簧板71。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式做进一步的详细描述。
本发明提供一种减速机微小齿轮冷挤压成形设备，请参阅图1-7，包括支撑组件5，所述支撑组件5包括底板51，所述底板51两端固定连接支撑杆52，所述支撑杆52远离所述底板51的一端可拆卸连接顶板53，所述支撑组件5上固定安装有驱动机构3，所述驱动机构3上设置有上模组件1，所述支撑组件5上安装有下模组件2；
所述上模组件1包括第一支撑板13，所述第一支撑板13底端固定连接上模座11，所述上模座11底端固定连接凸模12；
所述下模组件2包括支撑座21，所述支撑座21顶端固定连接外套座23，所述外套座23内部套设有垫板22和中模座24，所述中模座24内腔中设有凹模26，所述中模座24和凹模26通过缓冲组件6滑动连接，所述凹模26底端外壁滑动连接套筒座25，所述套筒座25底端固定连接所述中模座24，所述中模座24底端内壁滑动连接顶柱27，所述顶柱27底端固定连接第一缓冲弹簧7，所述支撑座21底端固定连接所述底板51；
所述缓冲组件6包括移动板61，所述移动板61内壁滑动连接稳定杆63，所述稳定杆63顶端固定连接支撑块62，所述稳定杆63外壁套有第二缓冲弹簧64，所述第二缓冲弹簧64位于所述移动板61的下方；缓冲组件6的作用是实现上模组件1基接触下模组件2的缓冲，使得开始接触时为柔性接触；
所述驱动机构3包括伺服电机31，所述伺服电机31安装在所述顶板53上，所述伺服电机31的输出轴固定连接转轴33，所述转轴33外壁固定连接主动皮带轮34，所述主动皮带轮34设有两组，下方所述主动皮带轮34通过皮带传动连接左从动皮带轮36，上方所述主动皮带轮34通过皮带传动连接右从动皮带轮35，所述左从动皮带轮36内壁固定连接第一螺纹杆37，所述右从动皮带轮35内壁固定连接第二螺纹杆38，第一螺纹杆37和第二螺纹杆38外壁分别螺纹连接动力螺母393，所述动力螺母393通过螺栓安装在升降板39上，所述升降板39上安装有导套394；伺服电机31的作用是带动第一螺纹杆37和第二螺纹杆38旋转，从而带动升降板39进行升降；
进一步的，所述第一缓冲弹簧7底端焊接连接弹簧板71，所述弹簧板71通过螺栓固定连接所述底板51；第一缓冲弹簧7的作用是将顶柱27顶起来，从而将凹模26中的工件顶出去。
进一步的，所述底板51上开设有凹槽，所述第一缓冲弹簧7位于所述凹槽内；凹槽的作用是维持第一缓冲弹簧7的稳定。
进一步的，所述支撑块62底端固定连接所述中模座24，所述移动板61远离所述凹模26的一端固定连接滑块65；支撑块62的作用是固定稳定杆63。
进一步的，所述中模座24上开设有滑槽241，所述滑槽241内壁滑动连接所述滑块65；从而当凸模12下降至接触凹模26时，使得凹模26可以稳定下降。
进一步的，所述第一螺纹杆37和第二螺纹杆38均分别通过轴承转动连接轴承座41，所述轴承座41固定安装在所述底板51上，所述顶板53顶端通过螺栓安装有封壳311；封壳311的作用是对驱动机构3的部分部件进行包裹。
进一步的，所述顶板53两端底部固定连接第一固定板531，所述支撑杆52顶端固定连接第二固定板521，所述第一固定板531和第二固定板521通过螺栓固定连接；第一固定板531和第二固定板521作用是实现顶板53和支撑杆52的可拆卸连接，从而便于拆装。
进一步的，所述顶板53底端通过螺栓连接导位杆4，所述导位杆4底端通过螺栓连接所述底板51；导位杆4的作用是使上模。
进一步的，所述升降板39上开设有第一通孔392和第二通孔391，所述导套394安装在所述第一通孔392内，所述动力螺母393安装在所述第二通孔391内，所述第一支撑板13顶端焊接有槽板30，所述槽板30上开设有内螺纹孔302和矩形槽301，所述矩形槽301内壁插接升降板39，所述槽板30和升降板39通过螺栓进行固定；动力螺母393安装在升降板39上，从而当升降板39内壁螺纹损坏时，可便于更换。
一种减速机微小齿轮冷挤压成形工艺，具体包括以下步骤：
S1，按照工艺设计要求将原材料锯切成段，喷涂润滑剂，烘干润滑剂；
S2，将坯料在带保护气氛的中频感应加热炉中加热至1200℃～1250℃，在压力机上温锻成预锻坯；
S3，将预锻坯进行球化退火，然后喷丸，再对表面进行磷化皂化处理；球化退火温度为750℃～800℃，时间为200分钟，然后用强风快速冷却到600℃～650℃，在600℃～650℃回火炉内等温处理，时间为100分钟。
S4，将预锻坯放置到凹模26内，启动伺服电机31，伺服电机31的输出轴通过主动皮带轮34、右从动皮带轮35和左从动皮带轮36带动第一螺纹杆37和第二螺纹杆38旋转，在动力螺母393的作用下，驱动升降板39下降。
S5，凸模12接触凹模26时，支撑块62随着凹模26下降，支撑块62对第二缓冲弹簧64进行压缩，从而使得凸模12和凹模26刚接触时为柔性接触，并且第一缓冲弹簧7被压缩；
S6，挤压完成后，伺服电机31反向旋转，从而带动升降板39向上运动，第一缓冲弹簧7恢复形变，将凹模26中挤压好的工件顶出去。
虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
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