CN103212636B - 电动自行车弯梁用模具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动自行车弯梁用模具，包括直线段模具主体、左端圆弧模和右端圆弧模，其中所述直线段模具主体包括相互扣合的上模和下模，上模和下模扣合时形成能够容纳弯梁坯料的圆柱形腔体；并且所述左端圆弧模和右端圆弧模表面具有内凹的半圆弧接触面，所述半圆弧接触面在弯曲成型时能够与弯梁坯料紧密接触，用于实现弯梁的弯曲成型。采用本发明的电动车弯梁用模具能够实现电动车弯梁的一次机械加工成型，即节约了能源，提高了效率；而且制备得到的弯梁性能优异，其表面无褶皱，而且强度高。
Description
技术领域
本发明涉及电动自行车配件的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种电动自行车弯梁用模具。
背景技术
当今社会绿色环保的理念已经深入人心,成为一种新的生活方式。绿色环保的理念不仅要求人们注重能源节约，还更在于人们更加注重对居住和生活环境的绿色和安全，并实现可持续的发展。
然而当前随着我国经济社会的发展，城市的空气污染情况却日趋严重，据最新的研究报道表明目前我国90%的城市空气受到不同盛土的污染，空气中的污染物如PM2.5和PM10已经严重影响到居民的身体健康。而城市空气污染重，汽车尾气的排放是其中的首要因素。为此倡导绿色出行，大力发展公共交通和电动车出行无疑是未来短痛交通出行的主要发展趋势。
电动自行车具有轻便、速度适中、无噪音以及占用空间小，可以大大提高非机动车道通行效率的优点，具有其它交通工具难以比拟的优势。目前，电动自行车在南方部分城市和广大的农村地区已经得到了广泛的普及，成为城市广大工薪阶层和广大农民的主要交通工具。
目前，电动自行车盖板均是通过热轧工艺进行制造，然而热轧是将金属或合金坯经过高温加热，然后轧制而成，因此能耗高，工艺复杂，在当今能源紧张的情况下，劣势更加明显。而弯曲成型是一种先进、高效的板金属成型工艺技术。弯曲成型是通过顺序配置的多道次成型轧辊，把卷材、带材、棒材等不断地进行横向弯曲，以制成特定形状的型材。弯曲成型过程无需加热，是一种节材、节能、高效的金属板料成型新工艺、新技术。利用这一工艺，不但可以生产出高质量的金属型材产品，而且能够缩短产品开发的周期、提高生产效率，从而提高企业的市场竞争力。
本发明的发明人采用现有技术中的冷弯机利用45号钢棒材坯料弯曲制备电动自行车弯梁的过程中，发现现有技术中的型模弯曲制备的弯梁表面质量欠佳，且模具自身无脱料装置，操作不便，而且模具表面由于耐磨性差，导致效率低下，不能满足大规模生产。探究其原因主要在于模具经常是导致产品质量不合格的主要原因，为此制备耐磨和润滑性能的模具是电动自行车弯曲成型的关键因素。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种电动自行车弯梁用模具。采用本发明的电动车弯梁用模具能够实现电动车弯梁的一次机械加工成型，即节约了能源，提高了效率；而且制备得到的弯梁性能优异，其表面无褶皱，而且强度高。
为了解决上述技术问题并且实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
一种电动自行车弯梁用模具，包括直线段模具主体、左端圆弧模和右端圆弧模，其中所述直线段模具主体包括相互扣合的上模和下模，上模和下模扣合时形成能够容纳弯梁坯料的圆柱形腔体；并且所述左端圆弧模和右端圆弧模表面具有内凹的半圆弧接触面，所述半圆弧接触面在弯曲成型时能够与弯梁坯料紧密接触，用于实现弯梁的弯曲成型。
其中，所述直线段模具主体的长度为350-650 mm, 左端圆弧模和右端圆弧模的半径为150-250 mm。
其中，所述的弯梁用模具由45号钢经过锻造成型。其中，锻造温度为900-950℃；锻造成型在N2气氛中进行调质处理，所述调质处理包括：首先在850℃下恒温处理10-20分钟，然后在50℃淬火油中淬火1-2分钟，淬火后加热至650 ℃，回火处理60-80分钟。调质处理后，产品表面硬度HB230-255，抗拉强度可以达到600-750MPa，屈服强度最低可达420 MPa。本发明的调质步骤中首先进行恒温处理，工件在高温下经过扩散热交换后能够保证内外温度趋于相同，工件进入淬火油淬火时，保证了均匀淬火，显著提高了淬透性，提高了表面硬度和材料的强度。
由于弯梁用模具的接触面需要频繁的与工件接触并发生摩擦，尽管该弯梁用模具已经具有较高的硬度，但随着工件的使用仍然会发生接触面严重磨损，并且与工件表面发生粘连，导致工件表面损伤并容易出现褶皱。为此本发明所述的半圆弧接触面上涂覆耐磨不粘涂层，所述的耐磨不粘涂层能够改善半圆弧接触面与工件表面的接触，减少二者之间的接触摩擦和磨损，同时也避免了工件表面的黏附，有利于提高弯梁表面的质量。所述的耐磨不粘涂层通过冷喷涂耐磨不粘涂料形成，厚度为1-5 mm;所述的不粘涂料包括：5-15wt%的纳米SiO2、8-18wt%的纳米Si3N4、7-12wt%的BaF2、22-35wt%的PTFE粒子（5-20 um）、0.5-1.2wt%的聚甲基硅氧烷和余量的硅烷偶联剂。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1） 本发明的弯梁用模具适用于电动车的弯梁弯曲成型，弯曲成型过程中无需加热，具有节能高效和节材的优点。而且利用本发明所述的弯梁用模具通过弯曲成型制备得到的电动车弯梁具有很高的表面光洁度和尺寸精度，表面无褶皱，具有节约材料和节约能源的双重效果。
（2） 本发明的弯梁用模具本身采用锻造成型，以普通的45号钢为原料经过调质处理后显著提高了淬透性，提高了表面硬度和材料的强度；而且接触面上冷喷涂有耐磨不粘涂层，所述接触面的摩擦系数可以达到0.08-0.15；HRC硬度达到45-53；具有良好的润滑和耐磨性能，有力的保障了模具与弯梁之间不产生粘结的现象。
附图说明
图1为本发明所述电动自行车弯梁用模具的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例的电动自行车弯梁用模具，包括直线段模具主体10、左端圆弧模20和右端圆弧模30，根据弯梁的实际尺寸，所述直线段模具主体的长度在350-650 mm范围内可变, 左端圆弧模和右端圆弧模的半径在150-250 mm范围内可变。所述直线段模具主体10包括相互扣合的上模12和下模14，上模12和下模14扣合时形成能够容纳弯梁坯料的圆柱形腔体16；并且所述左端圆弧模和右端圆弧模表面具有内凹的半圆弧接触面（22、32），所述半圆弧接触面（22、32）在弯曲成型时能够与弯梁坯料紧密接触，用于实现弯梁的弯曲成型。所述的弯梁用模具由45号钢经过锻造成型，锻造温度为920℃。锻造成型后，在N2气氛中进行调质处理，所述调质处理包括：首先在850℃下恒温处理20分钟，然后在50℃淬火油中淬火90秒，淬火后加热至650 ℃，回火处理80分钟。调质处理后提高了表面硬度和材料的强度，产品表面硬度可以达到HB250，抗拉强度为720-750MPa，屈服强度最低可达420 MPa。此外由于弯梁用模具的接触面需要频繁的与工件接触并发生摩擦，尽管该弯梁用模具已经具有较高的硬度，但随着工件的使用仍然会发生接触面严重磨损，并且与工件表面发生粘连，导致工件表面损伤并容易出现褶皱。为此本实施例所述的半圆弧接触面上涂覆耐磨不粘涂层，所述的耐磨不粘涂层能够改善半圆弧接触面与工件表面的接触，减少二者之间的接触摩擦和磨损，同时也避免了工件表面的黏附，有利于提高弯梁表面的质量。所述的耐磨不粘涂层通过冷喷涂耐磨不粘涂料形成，厚度为1-5 mm;所述的不粘涂料包括：8wt%的纳米SiO2、12wt%的纳米Si3N4、8wt%的BaF2、27wt%的PTFE粒子（5-10 um）、1.0wt%的聚甲基硅氧烷和余量的γ-氨丙基三甲氧基硅烷。冷喷涂上述耐磨涂料后，所述接触面的摩擦系数可以达到0.08-0.12；HRC硬度达到48-53；从而赋予模具良好的润滑和耐磨性能。本实施例所述的弯梁用模具适用于电动车的弯梁弯曲成型，弯曲成型过程中无需加热，具有节能高效和节材的优点。而且利用本发明所述的弯梁用模具通过弯曲成型制备得到的电动车弯梁具有很高的表面光洁度和尺寸精度，表面无褶皱，具有节约材料和节约能源的双重效果。
虽然具体实施方式部分已经通过实施例对本发明的技术方案进行了详细阐述，但本领域的普通技术人员应当理解可以在不脱离本发明公开的范围以内，可以采用等同替换或等效变换形式实施。因此，本发明的保护范围并不限于上述实施例，只要没有脱离发明实质的实施方式，均应理解为落在了本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种电动自行车弯梁用模具，包括直线段模具主体、左端圆弧模和右端圆弧模，其特征在于：所述直线段模具主体包括相互扣合的上模和下模，上模和下模扣合时形成能够容纳弯梁坯料的圆柱形腔体；并且所述左端圆弧模和右端圆弧模表面具有内凹的半圆弧形接触面，所述半圆弧形接触面在弯曲成型时能够与弯梁坯料紧密接触，用于实现弯梁的弯曲成型；所述的弯梁用模具由45号钢经过锻造成型，锻造温度为900-950℃；弯梁用模具在N2气氛中进行调质处理，所述调质处理包括：首先在850℃下恒温处理10-20分钟，然后在50℃淬火油中淬火1-2分钟，淬火后加热至650℃，回火处理60-80分钟；产品表面硬度HB 230-255，抗拉强度达到600-750MPa，屈服强度最低可达420MPa。
2.根据权利要求1所述的电动自行车弯梁用模具，其特征在于：所述直线段模具主体的长度为350-650mm，左端圆弧模和右端圆弧模的半径为150-250mm。
3.根据权利要求1或2所述的电动自行车弯梁用模具，其特征在于：在所述半圆弧形接触面上具有耐磨不粘涂层；所述的圆柱形腔体的表面上也具有耐磨不粘涂层；并且所述耐磨不粘涂层通过冷喷涂耐磨不粘涂料形成，厚度为1-5mm；所述的耐磨不粘涂料包括：5-15wt％的纳米SiO2、8-18wt％的纳米Si3N4、7-12wt％的BaF2、22-35wt％的PTFE粒子、0.5-1.2wt％的聚甲基硅氧烷和余量的硅烷偶联剂；所述圆柱形腔体表面和半圆弧形接触面的摩擦系数为0.08-0.15；HRC硬度为45-53。
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