CN102773674B - 一种碗形件热锻、冷拉深复合成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碗形件热锻、冷拉深复合成型工艺，包括如下步骤：下料→加热→镦坯→一次退火→抛丸→一次磷化→四道拉深、光亮退火、磷化→翻边、光亮退火、磷化→压边→切边和冲孔→切槽成型。实现了对工件整体塑性成形的目的，无需分体式加工再组合，提高了工件的强度、耐磨性与牢固性，避免了工件在使用过程中脱离解体的故障；同时使产品精密净成型，减少了加工工序，节约了原材料和能源，且加工效率高。尤其是适用大批量生产碗状电磁阀体加工的新工艺。

Description

一种碗形件热锻、冷拉深复合成型工艺

技术领域

本发明属于一种金属件成型工艺，尤其是涉及一种碗形件热锻、冷拉深复合成型工艺。

背景技术

目前，碗形件--电磁阀体是汽车变速箱控制模块中的重要零件，其应用极为广泛。根据该工件的强度、耐磨性与牢固性技术要求，如果碗形件采用锻造后车削加工的方法，后续要切削大量原材料，而且加工过程长，浪费材料和能源。如果采用分体式加工方法（现有方法），即分体锻造、机加工、压装、焊接、再机加工等繁琐工序组合成一个整体，这样有脱焊解体的风险，装配汽车后存在控制失灵的安全隐患。

因此，亟需一种碗形件热锻、冷拉深复合成型新工艺。

发明内容

本发明的目的是提供一种碗形件热锻、冷拉深复合成型工艺，解决现有工艺的诸多不足问题。该工艺不仅符合技术要求，而且使产品精密净成型，减少了加工工序，节约了原材料和能源。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种碗形件热锻、冷拉深复合成型工艺，包括如下步骤：下料→加热→镦坯→一次退火→抛丸→一次磷化→四道拉深、光亮退火、磷化→翻边、光亮退火、磷化→压边→切边和冲孔→切槽成型；

具体工序如下：

工序一：所述的下料是把圆钢在剪切机上下成棒料；所述的加热是把棒料加热至800℃-900℃；所述的镦坯是先将棒料放到第一压力机有凹槽的下镦头上，压力机施加压力下，上镦头下压，对棒料进行物料分流同时去除加热时产生的氧化皮，将棒料镦成下端面有凸台的成鼓状的坯料；

工序二：把工序一镦平的坯料夹放到第一压力机的第二工位带有一凹槽的下凹模芯上，由上冲钉和上冲头组合成的冲头在压力机的作用下，坯料在下凹模的模腔内成型；所述的工序一和工序二是一个热锻连续过程，在同一台压力机上完成；把在工序二上完成的工件放到退火炉内进行细化晶粒，降低硬度，软化处理，一次退火温度为800℃—920℃，保温时间1.5-2.5小时，缓慢冷却；所述的抛丸是在抛丸机上把工件上退火产生的氧化皮去除；所述的一次磷化是把工件放到锌钙系磷化液的磷化槽里进行磷化处理，磷化槽温度70—90℃，磷化时间4-10分钟，为后道冷加工工序起减摩润滑作用；

工序三：把一次磷化后的工件放到第二压力机的第一下凹模上，所述的第一下凹模内腔上口带斜度圆弧，下口是直面；由钉杆和钉头组合体下压工件，使工件通过第一下凹模和下模板进行第一道冷拉深，使工件成型成直筒状；更换模具第一下凹模，按工件外壁厚拉伸20-25％的比例，依次换上第二下凹模、第三下凹模、第四下凹模，并按工序三的操作步骤依次对工件进行三道冷拉深；并在每道拉深后都对工件进行光亮退火，磷化处理；

所述的光亮退火是工件在保护气氛或真空中进行退火，以防止氧化，保持表面光亮的退火工艺，是在密闭空间加热退火后让温度在密闭空间缓慢降温500℃以下再自然冷却；

工序四：把磷化后的工件，放到第三压力机下凹模腔内，所述的第三压力机下凹模腔由下模芯、下凹模和下垫板组合而成；在压力机作用下，由上冲钉和上凹模对工件进行定位，成型面是圆弧面的上冲头对工件上端面向外翻边成型，使工件上端面成型成碗状；并再次光亮退火，磷化处理；

工序五：把磷化后的工件，放到第四压力机下凹模腔内，上冲头向下运动，使工件上端面碗状向外成90°角压平成型；

工序六：把压边后的工件放到第五压力机的下模腔内，所述第五压力机的下模腔由下顶料杆、下垫块、下顶料圈、下刀口组成；由上刀口、上脱料板和冲孔钉组成的上模向下冲压，由导向定径套进行工件定位，由上刀口切除上口压边后的多余材料，冲孔钉冲出上口的两个边孔；

工序七：把已切边和冲两边孔后的工件放到第六压力机的下模内，工件内孔套在工件的内衬套上，由两边孔定位销定位，然后工件外护套护住工件外圈，防止变形，上模的上刀口向下运动切槽成型。

本发明的积极效果是：由于通过运用热锻、冷拉深复合成型工艺技术，材料在中频炉加热，冲床镦坯，经退火软化、去除氧化皮、磷化后进行冷拉深。实现了对工件整体塑性成形的目的，使产品精密净成型。无需分体式加工再组合，提高了工件的强度、耐磨性与牢固性，避免了工件在使用过程中脱离解体的故障；另外与锻坯后再车削的加工工艺相比，减少了切削量，节约了材料和能源。

以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。

附图说明

图1为产品立体图。

图2为成型工序中工件形状变化图。

图3为实施例工序一成形图。示意成形模具及设备。

图4为实施例工序二成形图。示意成形模具及设备。

图5为实施例工序三第一道拉深成形图。示意成形模具及设备。

图6为实施例工序三第二道拉深成形图。示意成形模具及设备。

图7为实施例工序三第三道拉深成形图。示意成形模具及设备。

图8为实施例工序三第四道拉深成形图。示意成形模具及设备。

图9为实施例工序四成形图。示意成形模具及设备。

图10为实施例工序五成形图。示意成形模具及设备。

图11为实施例工序六成形图。示意成形模具及设备。

图12为实施例工序七成形图。示意成形模具及设备。

图13为图12的A-A方向剖视图。示意成形模具及设备。

具体实施方式

实施例，如图1-13所示，

一种碗形件（图1）热锻、冷拉深复合成型工艺，包括如下步骤：下料→加热→镦坯→一次退火→抛丸→一次磷化→四道拉深、光亮退火、磷化→翻边、光亮退火、磷化→压边→切边和冲孔→切槽成型；

具体工序如下：

工序一：所述的下料是把圆钢在剪切机上下成棒料；所述的加热是把棒料加热至800℃-900℃；所述的镦坯是先将棒料放到第一压力机有凹槽的下镦头2上，压力机施加压力下，上镦头1下压，对棒料进行物料分流同时去除加热时产生的氧化皮，将棒料镦成下端面有凸台的成鼓状的坯料；如图3所示。

工序二：把工序一镦平的坯料夹放到第一压力机的第二工位带有一凹槽的下凹模芯6上，由上冲钉3和上冲头4组合成的冲头在压力机的作用下，坯料在下凹模5的模腔内成型；如图4所示。所述的工序一和工序二是一个热锻连续过程，在同一台压力机上完成；把在工序二上完成的工件50放到退火炉内进行细化晶粒，降低硬度，软化处理，一次退火温度为800℃—920℃，保温时间1.5-2.5小时，缓慢冷却；所述的抛丸是在抛丸机上把工件上退火产生的氧化皮去除；所述的一次磷化是把工件放到锌钙系磷化液的磷化槽里进行磷化处理，磷化槽温度70—90℃，磷化时间4-10分钟，为后道冷加工工序起减摩润滑作用；

工序三：把一次磷化后的工件放到第二压力机的第一下凹模10-1上，所述的第一下凹模10-1内腔上口带斜度圆弧，下口是直面；由钉杆7和钉头8组合体下压工件，使工件通过第一下凹模10-1和下模板11进行第一道冷拉深，使工件成型成直筒状；更换模具第一下凹模10-1，按工件外壁厚拉伸20-25％的比例，依次换上第二下凹模10-2、第三下凹模10-3、第四下凹模10-4，并按工序三的操作步骤依次对工件进行三道冷拉深；并在每道拉深后都对工件进行光亮退火，磷化处理；如图5-8所示。

所述的光亮退火是工件在保护气氛或真空中进行退火，以防止氧化，保持表面光亮的退火工艺，是在密闭空间加热退火后让温度在密闭空间缓慢降温500℃以下再自然冷却；

工序四：把磷化后的工件，放到第三压力机下凹模腔内，所述第三压力机下凹模腔由下模芯15、下凹模16和下垫板17组合而成；在压力机作用下，由上冲钉12和上凹模14对工件进行定位，成型面是圆弧面的上冲头13对工件上端面向外翻边成型，使工件上端面成型成碗状；并再次光亮退火，磷化处理；如图9所示。

工序五：把磷化后的工件，放到第四压力机下凹模腔内19内，上冲头18向下运动，使工件上端面碗状向外成90°角压平成型；如图10所示。

工序六：把压边后的工件放到第五压力机的下模腔内，所述第五压力机的下模腔由下顶料杆22、下垫块23、下顶料圈24、下刀口25组成；由上刀口20、上脱料板26和冲孔钉27组成的上模向下冲压，由导向定径套21进行工件定位，由上刀口20切除上口压边后的多余材料，冲孔钉27冲出上口的两个边孔；如图11所示。

工序七：把已切边和冲两边孔后的工件放到第六压力机的下模内，工件内孔套在工件的内衬套30上，由两边孔定位销29定位，然后工件外护套31护住工件外圈，防止变形，上模的上刀口28向下运动切槽成型。如图12、13所示。

所述的圆钢材料是￠15-30mm的08#或10#的低碳钢。

所述的第一压力机至第六压力机选用60-100T的压力机。

生产过程是一个热锻、冷挤压复合成型工艺，冲床镦坯过程是个热锻过程，之后拉深、压边、切边冲孔、切槽都是冷成型过程，工件是一个整体成型。

Claims (3)

1.一种碗形件热锻、冷拉深复合成型工艺，包括如下步骤：下料→加热→镦坯→一次退火→抛丸→一次磷化→四道拉深、光亮退火、磷化→翻边、光亮退火、磷化→压边→切边和冲孔→切槽成型；

具体工序如下：

工序一：所述的下料是把圆钢在剪切机上下成棒料；所述的加热是把棒料加热至800℃-900℃；所述的镦坯是先将棒料放到第一压力机有凹槽的下镦头（2）上，压力机施加压力下，上镦头（1）下压，对棒料进行物料分流同时去除加热时产生的氧化皮，将棒料镦成下端面有凸台的成鼓状的坯料；

工序二：把工序一镦平的坯料夹放到第一压力机的第二工位带有一凹槽的下凹模芯（6）上，由上冲钉（3）和上冲头（4）组合成的冲头在压力机的作用下，坯料在下凹模（5）的模腔内成型；所述的工序一和工序二是一个热锻连续过程，在同一台压力机上完成；把在工序二上完成的工件放到退火炉内进行细化晶粒，降低硬度，软化处理，一次退火温度为800℃—920℃，保温时间1.5-2.5小时，缓慢冷却；所述的抛丸是在抛丸机上把工件上退火产生的氧化皮去除；所述的一次磷化是把工件放到锌钙系磷化液的磷化槽里进行磷化处理，磷化槽温度70—90℃，磷化时间4-10分钟，为后道冷加工工序起减摩润滑作用；

工序三：把一次磷化后的工件放到第二压力机的第一下凹模（10-1）上，所述的第一下凹模(10-1)内腔上口带斜度圆弧，下口是直面；由钉杆（7）和钉头（8）组合体下压工件，使工件通过第一下凹模（10-1）和下模板（11）进行第一道冷拉深，使工件成型成直筒状；更换模具第一下凹模（10-1），按工件外壁厚拉伸20-25％的比例，依次换上第二下凹模（10-2）、第三下凹模（10-3）、第四下凹模（10-4），并按工序三的操作步骤依次对工件进行三道冷拉深；并在每道拉深后都对工件进行光亮退火，磷化处理；

所述的光亮退火是工件在保护气氛或真空中进行退火，以防止氧化，保持表面光亮的退火工艺，是在密闭空间加热退火后让温度在密闭空间缓慢降温500℃以下再自然冷却；

工序四：把磷化后的工件，放到第三压力机下凹模腔内，所述第三压力机下凹模腔由下模芯（15）、下凹模（16）和下垫板（17）组合而成；在压力机作用下，由上冲钉（12）和上凹模（14）对工件进行定位，成型面是圆弧面的上冲头（13）对工件上端面向外翻边成型，使工件上端面成型成碗状；并再次光亮退火，磷化处理；

工序五：把磷化后的工件，放到第四压力机下凹模腔内（19）内，上冲头（18）向下运动，使工件上端面碗状向外成90°角压平成型；

工序六：把压边后的工件放到第五压力机的下模腔内，所述的第五压力机的下模腔由下顶料杆（22）、下垫块（23）、下顶料圈（24）、下刀口（25）组成；由上刀口（20）、上脱料板（26）和冲孔钉（27）组成的上模向下冲压，由导向定径套（21）进行工件定位，由上刀口（20）切除上口压边后的多余材料，冲孔钉（27）冲出上口的两个边孔；

工序七：把已切边和冲两边孔后的工件放到第六压力机的下模内，工件内孔套在工件的内衬套（30）上，由两边孔定位销（29）定位，然后工件外护套（31）护住工件外圈，防止变形，上模的上刀口（28）向下运动切槽成型。

2.根据权利要求1所述的碗形件热锻、冷拉深复合成型工艺，其特征在于，所述的圆钢材料是￠15-30mm的08#或10#的低碳钢。

3.根据权利要求1所述的碗形件热锻、冷拉深复合成型工艺，其特征在于，所述的第一压力机至第六压力机均选用60-100T的压力机；

生产过程是一个热锻、冷挤压复合成型工艺，冲床镦坯过程是个热锻过程，之后拉深、压边、切边冲孔、切槽都是冷成型过程，工件是一个整体成型。