一种单向器星轮的粉末冶金模具论文和设计

全文摘要

本实用新型一种单向器星轮的粉末冶金模具，包括阴模、上冲、下一冲及下二冲，关键在于：所述阴模的型腔内壁上具有与星轮台阶结构匹配的凸柱及凹槽，配套设置的上冲和下一冲冲头套装在阴模型腔内，下二冲的冲头端部穿过下一冲插入上冲中心小孔中，并借助环绕其冲头设置的凸肋与阴模型腔、下一冲上冲面及上冲下冲面形成与星轮结构阴阳匹配的型腔。通过在阴模型腔设置凸柱及凹槽、在下一冲上设置凸肋，使阴模型腔侧壁与其腔内的凸柱、凹槽、下一冲上冲面、下二冲凸肋和冲头侧壁及上冲下冲面形成与星轮结构阴阳匹配的型腔，可高效的成型。

主设计要求

1.一种单向器星轮的粉末冶金模具，包括阴模（2）、上冲（1）、下一冲（3）及下二冲（4），其特征在于：所述阴模（2）的型腔内壁上具有与星轮（5）台阶结构匹配的凸柱及凹槽，配套设置的上冲（1）和下一冲（3）冲头套装在阴模（2）型腔内，下二冲（4）的冲头端部穿过下一冲（3）插入上冲（1）中心小孔（11）中，并借助环绕其冲头设置的凸肋（41）与阴模（2）型腔、下一冲（3）上冲面及上冲（1）下冲面形成与星轮（5）结构阴阳匹配的型腔。

设计方案

2.根据权利要求1所述的单向器星轮的粉末冶金模具，其特征在于：所述星轮（5）包括由上圆套（51）、异形中套（52）、下圆套（53）和中心孔（57）形成的三段式复合中空轮体及开设在轮体侧壁上的台阶槽；下圆套（53）外径大于上圆套（51），且环绕其内壁设置有与下二冲（4）凸肋（41）结构匹配的插槽（54），插槽（54）从下圆套（53）底面向上延伸；异形中套（52）具有与下圆套（53）外径相同的套体及凸出于套体的长弧形凸台（521）和短凸耳（522）；台阶槽从下圆套（53）底面向短凸耳（522）延伸，包括截面为眉形的内浅槽（55）和截面为目形的外深槽（56），内浅槽（55）和外深槽（56）在壁厚方向相接、贯通轮体侧壁。

3.根据权利要求2所述的单向器星轮的粉末冶金模具，其特征在于：所述阴模（2）的型腔下段为与下圆套（53）适配的圆孔，并在孔壁上设置与内浅槽（55）和外深槽（56）匹配的内短柱（21）和外高柱（22），上段借助与长弧形凸台（521）匹配的长弧形凹槽（23）和与短凸耳（522）匹配的短凸耳槽（24）形成与异形中套（52）适配的异形孔。

4.根据权利要求3所述的单向器星轮的粉末冶金模具，其特征在于：穿过星轮（5）的外深槽（56）顶面向上开有安装孔（58），阴模（2）的外高柱（22）顶端对应设置有定位安装孔（58）的圆锥形顶尖（221）。

5.根据权利要求3所述的单向器星轮的粉末冶金模具，其特征在于：所述下一冲（3）的冲头为外轮廓与阴模（2）型腔下段轮廓适配、内孔与下二冲（4）冲头匹配的中空套结构，侧壁上开设有与内短柱（21）和外高柱（22）适配的豁槽（31），内孔壁上开设有与下二冲（4）凸肋（41）结构匹配的肋槽（32）。

6.根据权利要求5所述的单向器星轮的粉末冶金模具，其特征在于：所述下二冲（4）的冲头包括芯棒（42）和分布在芯棒（42）外围的三个凸肋（41）。

7.根据权利要求6所述的单向器星轮的粉末冶金模具，其特征在于：所述上冲（1）的冲头为外轮廓与阴模（2）上段轮廓适配、中心小孔（11）与下二冲（4）芯棒（42）适配、下端大孔（12）与上圆套（51）适配的中空套结构。

8.根据权利要求7所述的单向器星轮的粉末冶金模具，其特征在于：沿下一冲冲面上的轮廓线、上冲（1）中心小孔（11）孔沿设置有倒角楞（6）。

9.根据权利要求1-8任一项所述的单向器星轮的粉末冶金模具，其特征在于：所述阴模（2）包括过盈配合的模套（25）和阴模本体（26），型腔开设在阴模本体（26）上，模套（25）的材质为45#钢，阴模本体（26）的材质为SKH9模具钢。

10.根据权利要求1-8任一项所述的单向器星轮的粉末冶金模具，其特征在于：所述上冲（1）、下一冲（3）和下二冲（4）材质为DC53冷作模具钢。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于粉末冶金技术领域，涉及摩托车单向器配件星轮的加工技术，具体涉及通过粉末冶金成型星轮的模具。

背景技术

模具，工业生产上采用注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压、冶炼、冲压、拉伸等方法成型所需产品时用的各种模子和工具。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，经过成型和烧结，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工业技术。粉末冶金技术具备显著节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列优点，非常适合于大批量生产。采用粉末冶金技术成型产品时，模具的设计至关重要。

单向器星轮为异形构件，一般为中碳钢或合金钢材质，经机械加工和热处理而成。由于其形状复杂、加工精度要求高，使加工难度大，零件加工量大，材料浪费严重，加工成本较高。尤其是多台阶结构的星轮，其加工难度和成本更高，效率更低。

发明内容

本实用新型的目的是为星轮的粉末冶金成型提供一种模具，通过在阴模型腔设置凸柱及凹槽、配合上冲和两下冲成型多台阶星轮，节省生产环节，提高生产效率。

本实用新型为实现上述发明目的采用的技术方案为：一种单向器星轮的粉末冶金模具，包括阴模、上冲、下一冲及下二冲，关键在于：所述阴模的型腔内壁上具有与星轮台阶结构匹配的凸柱及凹槽，配套设置的上冲和下一冲冲头套装在阴模型腔内，下二冲的冲头端部穿过下一冲插入上冲中心小孔中，并借助环绕其冲头设置的凸肋与阴模型腔、下一冲上冲面及上冲下冲面形成与星轮结构阴阳匹配的型腔。

该实用新型中，通过在阴模型腔设置凸柱及凹槽、在下一冲上设置凸肋，使阴模型腔侧壁与其腔内的凸柱、凹槽、下一冲上冲面、下二冲凸肋和冲头侧壁及上冲下冲面形成与星轮结构阴阳匹配的型腔，可高效的成型星轮。

进一步的，所述星轮结构复杂，台阶面较多，包括由上圆套、异形中套、下圆套和中心孔形成的三段式复合中空轮体及开设在轮体侧壁上的台阶槽；下圆套外径大于上圆套，且环绕其内壁设置有与下二冲凸肋结构匹配的插槽，插槽从下圆套底面向上延伸；异形中套具有与下圆套外径相同的套体及凸出于套体的长弧形凸台和短凸耳；台阶槽从下圆套）底面向短凸耳延伸，包括截面为眉形的内浅槽和截面为目形的外深槽，内浅槽和外深槽在壁厚方向相接、贯通轮体侧壁。

进一步的，所述阴模的型腔下段为与下圆套适配的圆孔，并在孔壁上设置与内浅槽和外深槽匹配的内短柱和外高柱，上段借助与长弧形凸台匹配的长弧形凹槽和与短凸耳匹配的短凸耳槽形成与异形中套适配的异形孔。通过上段开设的长弧形凹槽和短凸耳槽使型腔呈两段变轮廓结构，以成型星轮的分段变轮廓复杂外型；通过在阴模型腔设置内短柱和外高柱，可成型星轮轮廓的同时成型星轮侧壁上的台阶槽；无需单独为台阶槽、异形中套的凸出结构单独设置冲头模具组件，节约模具数量和成本。

进一步的，穿过星轮的外深槽顶面向上开有安装孔，阴模的外高柱顶端对应设置有定位安装孔的圆锥形顶尖。因安装孔尺寸太小，采用芯棒成型会导致芯棒断裂，通过圆锥形顶尖定位安装孔位置，可便于后续钻孔。

进一步的，所述下一冲的冲头为外轮廓与阴模型腔下段轮廓适配、内孔与下二冲冲头匹配的中空套结构，侧壁上开设有与内短柱和外高柱适配的豁槽，内孔壁上开设有与下二冲凸肋结构匹配的肋槽。下一冲冲头套在阴模型腔下段内，下二冲冲头套在下一冲内，下一冲的内外轮廓结构分别与阴模型腔和下二冲冲头适配。

进一步的，所述下二冲的冲头包括芯棒和分布在芯棒外围的三个凸肋。该下二冲结构通过芯棒成型星轮中心孔，通过凸肋成型插槽，可不必单独设置成型中心孔的芯棒，节约模具数量和成本。

进一步的，所述上冲的冲头为外轮廓与阴模上段轮廓适配、中心小孔与下二冲芯棒适配、下端大孔与上圆套适配的中空套结构。该上冲结构，因星轮中心孔为通孔，所以设计供下二冲芯棒插入的中心小孔以成型中心孔，下端大孔与中心小孔形成台阶孔结构以成型上圆套。

进一步的，为了省略后续倒角加工工序，沿下一冲冲面上的轮廓线、上冲中心小孔孔沿设置有倒角楞。

进一步的，为提高产品的整体硬度和耐磨性，使模具的整体强度较高，使用寿命较长，所述阴模包括过盈配合的模套和阴模本体，型腔开设在阴模本体上，模套的材质为45#钢，阴模本体的材质为SKH9模具钢；所述上冲、下一冲和下二冲材质为DC53冷作模具钢。

本实用新型的有益效果为：（1）对于多台阶的复杂结构星轮，该实用新型通过在阴模型腔和下二冲上增设台阶结构，可提高模具的整体性，节省模具数量，降低安装难度，减少生产环节、节省材料、人工，进而降低成本，显著提高生产效率。（2）该模具生产的星轮其尺寸、表面精度、稳定性好、密度均匀，质量稳定。（3）模具数量少，开模难度和成本低，安装快速方便，调试快捷。

附图说明

图1为实施例中星轮底面朝上倒置时的结构示意图；

图2为实施例中各模具组件及星轮成型时的装配结构示意图；

图3为实施例中阴模、下一冲和下二冲的装配结构示意图；

图4是实施例中阴模的结构示意图；

图5是实施例中下一冲的结构示意图；

图6是实施例中下二冲的结构示意图；

图7是实施例中上一冲的结构示意图；

附图中，1代表上冲，11代表中心小孔，12代表下端大孔，2代表阴模，21代表内短柱，22代表外高柱，221代表圆锥形顶尖，23代表长弧形凹槽，24代表短凸耳槽，25代表模套，26代表阴模本体，3代表下一冲，31代表豁槽，32代表肋槽，4代表下二冲，41代表凸肋，42代表芯棒，5代表星轮，51代表上圆套，52代表异形中套，521代表长弧形凸台，522代表短凸耳，53代表下圆套，54代表插槽，55代表内浅槽，56代表外深槽，57代表中心孔，58代表安装孔，6代表倒角楞。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

参见附图，星轮5包括由上圆套51、异形中套52、下圆套53和中心孔57形成的三段式复合中空轮体及开设在轮体侧壁上的台阶槽。下圆套53外径大于上圆套51，且环绕其内壁设置有与下二冲4凸肋41结构匹配的插槽54，插槽54从下圆套53底面向上延伸至异形中套52内壁处。异形中套52具有与下圆套53外径相同的套体及凸出于套体的长弧形凸台521和短凸耳522。长弧形凸台521和短凸耳522的高度相同。台阶槽从下圆套53底面向短凸耳522延伸，包括截面为眉形的内浅槽55和截面为目形的外深槽56，内浅槽55顶面在短凸耳522底面以下，外深槽56延伸至短凸耳522底面，内浅槽55和外深槽56在壁厚方向相接、贯通轮体侧壁。

该单向器星轮的粉末冶金模具，包括阴模2、上冲1、下一冲3及下二冲4。阴模2包括过盈配合的模套25和阴模本体26，型腔开设在阴模本体26上，模套25的材质为45#钢，阴模本体26的材质为SKH9模具钢。阴模本体25的型腔下段为与下圆套53适配的圆孔，并在孔壁上设置与内浅槽55和外深槽56匹配的内短柱21和外高柱22，上段借助与长弧形凸台521匹配的长弧形凹槽23和与短凸耳522匹配的短凸耳槽24形成与异形中套52适配的异形孔。穿过星轮5的外深槽56顶面向上开有安装孔58，阴模本体25的外高柱22顶端对应设置有定位安装孔58的圆锥形顶尖221。下一冲3的冲头为外轮廓与阴模本体25型腔下段轮廓适配、内孔与下二冲4冲头匹配的中空套结构，侧壁上开设有与内短柱21和外高柱22适配的豁槽31，内孔壁上开设有与下二冲4凸肋41结构匹配的肋槽32。下二冲4的冲头包括芯棒42和分布在芯棒42外围的三个凸肋41。所述上冲1的冲头为外轮廓与阴模本体25上段轮廓适配、中心小孔11与下二冲4芯棒42适配、下端大孔12与上圆套51适配的中空套结构。沿下一冲冲面上的轮廓线、上冲1中心小孔11孔沿设置有倒角楞6。上冲1、下一冲3和下二冲4材质为DC53冷作模具钢。

具体压制时，下一冲3冲头向上插入阴模本体25型腔内下段，下一冲3上冲面至外高柱22顶面的高度与下圆套53的高度适配，下二冲4的冲头向上插入下一冲3内腔中，凸肋41顶面相对下一冲3上冲面的高度与插槽54高度适配。装粉后，上冲1冲头向下插装在阴模本体25型腔内上段，下二冲4的芯棒42插入上冲1中心小孔11中，上冲1底面至下一冲3上冲面的高度与异形中套52和下圆套53的总高度适配。

设计图

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