CN103600005A - 一种摇臂架的加工成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于发动机配件制造领域,具体涉及一种摇臂架的加工成型方法。摇臂架含有一体成型的底板和侧壁，底板一端含有一个H形曲冠，另一端含有一个球窝，球窝底部设有一小油孔，侧壁开有销轴孔，其特征在于所述加工成型方法包括以下步骤：A、摇臂架外形冲裁，利用冲床冲出摇臂架的板状工件；B、预折弯，将板状工件进行预折弯，曲冠部位形成W形；C、侧向挤压W形，曲冠部位形成具有所需H形的初级成品摇臂架。解决了曲冠侧壁成型过程局部严重拉薄的问题，并且消除了两个侧壁之间的间隙，使两个侧壁能够紧密贴合。

Description

一种摇臂架的加工成型方法
技术领域
本发明属于发动机配件制造领域,具体涉及一种摇臂架的加工成型方法。
背景技术
随着发动机技术的发展，气门摇臂或滚子摇臂的主要零件摇臂架制造工艺经历了铸造成型，热锻成型，冷冲压成型等阶段，目前先进的生产工艺都是采用级进模连续冷冲压成型工艺，采用冷冲压成型的摇臂架具有轻量化、强度高、一致性好、生产效率高等优点。
现有的一种摇臂架结构如图1所示：与气门相配合的摇臂架曲冠部位结构为“H”型，成型时侧壁需要180°折弯，传统的成型工艺是板料先折弯成“U”型，然后向上挤压折叠成“H”型。这种成型工艺的缺点是：1.侧壁局部拉伸变薄现象严重，影响结构强度，有疲劳断裂的风险；2.两个侧壁之间存在间隙，没有相互贴合，因此刚性较差，工作时可能会产生振动异响，影响发动机的正常工作。
发明内容
本发明创造的目的在于提供一种新的摇臂架的加工成型工艺，该摇臂架是具有液压自动补偿间隙的气门机构的滚子摇臂组成部分，解决了曲冠侧壁成型过程局部严重拉薄的问题，并且消除了两个侧壁之间的间隙，使两个侧壁能够紧密贴合。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 
一种摇臂架的加工成型方法，摇臂架含有一体成型的底板和侧壁，底板一端含有一个H形曲冠，另一端含有一个球窝，球窝底部设有一小油孔，侧壁开有销轴孔，其特征在于所述加工成型方法包括以下步骤：
A、        摇臂架外形冲裁，利用冲床冲出摇臂架的板状工件；
B、         预折弯，将板状工件进行预折弯，曲冠部位形成W形；
C、        侧向挤压W形，曲冠部位形成具有所需H形的初级成品摇臂架。
所述加工成型方法有以下步骤组成：
a、冲导正销孔，将原料钢带置于级进模设备中，冲导出正销孔；
b、摇臂架外形冲裁，利用冲床冲出摇臂架的板状工件；
c、预折弯，将板状工件进行预折弯，使曲冠部位形成W形；
d、侧向挤压，对曲冠部位W形进行侧向挤压，形成具有所需H形曲冠的初级成品摇臂架；
e、一次性同时挤压成型球窝和曲冠弧面，保证球窝和曲冠弧面的位置度；
f、侧冲销轴孔；
g、落料；
h、热处理；
i、激光穿孔，利用激光穿孔设备加工球窝内的小油孔。
所述加工成型方法包含小油孔激光穿孔步骤。
所述激光穿孔步骤处于热处理步骤之后。
所述预折弯步骤前设有一压槽步骤，在W形的弯折处设置压槽。
曲冠部位先折弯成“W”型，然后侧向挤压侧壁，使曲冠部位成型为“H”型。
本发明创造的目的还在于提供一种新的小油孔加工工艺，提高摇臂架的生产效率和消除小油孔堵塞的风险。
摇臂架的球窝底部设有小油孔，在发动机工作时，机油泵输送过来的高压润滑机油从该小油孔喷射出去，润滑凸轮和滚子摇臂上的滚轮传动副，该油孔的孔径一般小于0.5mm。现有技术在级进模上冲裁出来，需要多个工位才能实现、模具结构复杂、对模具材料和加工精度都要求很高，在工作中冲头容易断裂并且寿命低，更换冲头费时费力，影响整个级进模的生产节拍和加工效率。另外摇臂架的小油孔在后续的热处理和滚抛等加工工序时，存在小油孔堵塞的风险。
本发明摇臂架的小油孔不采用冲裁加工工艺，而是放在摇臂架成型、热处理后，用激光穿孔设备加工小油孔。 
与现有工艺成型技术相比，本发明的工艺成型的有益效果在于：
1. 两个侧壁的壁厚较均匀，没有明显的局部变薄部位，因此强度好。
2. 侧壁的180°折弯是由两个侧向滑块挤压成“H”型，成型后两个侧壁能
够紧密贴合，结构刚性好。
3. 预折弯成“W”型，再侧向挤压成“H”型，相比预折弯成“U”型，再强行向上挤压折叠成“H”的工艺，模具受力小，寿命高。
4. 采用激光穿孔的加工工艺，首先简化了级进模的结构，减少了故障率和更换模具次数，提高了级进模的生产效率；其次是消除了小油孔因为其它工序造成的堵塞风险。
5. 摇臂架上的小油孔直径大小对机油泵的供油压力损失有较大影响，因此希望油孔尽量做的小些，但是用模具冲裁0.3mm以下的小孔较困难，而采用激光穿孔加工0.3mm以下的小孔非常容易和便捷，生产效率高，成本相对较低。
附图说明
图1是摇臂架的等轴侧三维结构示意图。
图2是曲冠部位预折弯成“U”型，再向上挤压折叠成“H”型示意图。
图3是曲冠部位预折弯成类“W”型，再侧向挤压成“H”型示意图。
图4是摇臂架的剖面示意图。
图5是本摇臂架工艺的第二种实施方案示意图。
图6 是本摇臂架工艺的第二种实施方案变形示意图。
其中，1、侧壁一；2、侧壁二；3、曲冠；4、销轴孔；5、球窝；6、小油孔；7、两个侧壁紧贴；8、两个侧壁厚度均匀；9、平面上压槽；10、圆弧下压槽；11、圆弧上压槽；12、V形下压槽； 20、现有技术较薄的侧壁二；30、现有技术的曲冠；70、间隙；80、交接部位；100、U形工件；101、本发明工件；300、本发明曲冠剖面。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：摇臂架采用钢带在级进模上连续成型的工艺，主要工步有：冲导正销孔、冲裁摇臂架外形、预折“W”形、侧挤成“H”形、一次性同时挤压成型球窝和曲冠弧面、侧冲销轴孔、落料等。如图2所示， 传统的成型工艺是曲冠部位先折弯成U形工件100，然后上模压住侧壁一1，下模向上挤压拉伸成“H”型，由于受到尺寸L的限制，向上挤压时侧壁二20和曲冠30的交接部位80产生严重的局部拉伸变薄现象，强度降低许多，在工作中有疲劳断裂的风险；另外成型后侧壁一和侧壁二之间不贴合，有较大的缝隙或间隙70，刚性较差，影响摇臂架的结构刚性，在发动机工作时会产生振动和异响。
本发明成型工艺如图3所示，成型过程中，侧壁一1和侧壁二2变形较均匀，没有明显的拉伸变薄现象，侧向挤压成“H”后，侧壁一1和侧壁二2紧密贴合，曲冠3部位刚性好，因此整个摇臂架的强度和刚性优于传统的成型工艺，如图示，两个侧壁紧贴7，两个侧壁厚度均匀8。
如图4所示，本工艺加工摇臂架的小油孔6采用激光穿孔的方法，是在摇臂架成型、滚抛去毛刺、热处理、抛丸等工序之后进行，激光穿孔后，进行超声波清洗，小油孔没有堵塞的风险，而且激光穿孔的孔径可以做到更小，可以达到0.2mm以下，加工效率更高，可达到每分钟60件以上，传统的级进模加工节拍在每分钟30件左右。传统的级进模上冲小油孔，孔径大于0.3mm以上，需要多个工位才能冲出，冲孔的模具为复杂的斜楔滑块结构，对模具材料和加工精度都要求很高，冲头寿命短易出故障，停机更换模具的频次高，摇臂架废品率高；摇臂架成型后的滚抛、热处理、抛丸等工序都有可能会堵塞小油孔，在最终成品的时候需增加油孔是否堵塞的检验工序。对比来说，新的激光穿孔工艺替代传统的机械式加工油孔工艺，具有生产效率高，成本低的优势。
上述仅为本摇臂架加工工艺的一种实施例，本发明还可具有多种工艺变换，比如图5和图6，在摇臂架成型的预折弯成“W”型的工步之前，增加压槽工步，其它成型工步与实施例一相同。
所述压槽深度小于板厚的三分之一。过深的压槽将影响整体的力学稳定性，过浅的压槽起不到预期效果。
压槽一的形状为平面或圆弧面，压槽二的形状为圆弧面或倒V形。上述压槽形状的设置更有利于折弯。
增加压槽工步的有益之处：1.减少折弯成型力；2.使折弯时对称性好；3.减小折弯处叠料现象；4.减小预折弯成“W”型和侧挤成“H”时的成型力，有利于延长模具寿命。

Claims (7)

1.一种摇臂架的加工成型方法，摇臂架含有一体成型的球窝、曲冠和两个对称的侧壁，两个侧壁一端与H形曲冠相连，另一端与球窝相连，球窝底部设有一小油孔，侧壁开有销轴孔，其特征在于所述加工成型方法包括以下步骤：
摇臂架外形冲裁，利用冲床冲出摇臂架的板状工件；
预折弯，将板状工件进行预折弯，形成W形工件；
侧向挤压，对W形工件进行侧向挤压，形成具有所需H形曲冠的初级成品摇臂架。
2.根据权利要求1所述摇臂架的加工成型方法，其特征在于所述加工成型方法有以下步骤组成：
a、冲导正销孔，将原料钢带置于级进模设备中，冲导出正销孔；
b、摇臂架外形冲裁，利用冲床冲出摇臂架的板状工件；
c、预折弯，将板状工件进行预折弯，曲冠部位成型为W形；
d、侧向挤压W形，曲冠部位形成具有所需H形的初级成品摇臂架；
e、一次性同时挤压成型球窝和曲冠弧面，保证球窝和曲冠弧面的位置度；
f、侧冲销轴孔；
g、落料；
h、热处理；
i、激光穿孔，利用激光穿孔设备加工球窝内的小油孔。
3.根据权利要求1所述摇臂架的加工成型方法，其特征在于所述加工成型方法包含小油孔激光穿孔步骤。
4.根据权利要求3所述摇臂架的加工成型方法，其特征在于所述激光穿孔步骤处于热处理步骤之后。
5.根据权利要求1或2所述摇臂架的加工成型方法，其特征在于所述预折弯步骤前设有一压槽工步，在W形工件的弯折处设置压槽。
6.根据权利要求5所述摇臂架的加工成型方法，其特征在于所述压槽深度小于板厚的三分之一。
7.根据权利要求5所述摇臂架的加工成型方法，其特征在于压槽一的形状为平面或圆弧面，压槽二的形状为圆弧面或倒V形。
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