CN103600005B - 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 (6)

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。
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包含小油孔激光穿孔步骤。
3.根据权利要求2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。
4.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。
5.根据权利要求4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。
6.根据权利要求4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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