CN103769469A - 一种曲轴转速信号盘的冲压成形方法 - Google Patents
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Abstract
一种汽车曲轴信号盘的冲压成形方法，包括落料、压槽、冲孔、拉深翻边、冲大小信号孔，整形等工序。运用本发明之一种曲轴转速信号盘的冲压成形方法，可使复杂的多孔结构类盘体、罩体类零件通过采用冲压成形的工艺制成，具有工序少、操作和控制简单、材料利用率高、生产周期短，环境污染小等优点，有利于实现自动化大批量生产，提高生产效率，降低生产成本；信号孔的加工在金属材料塑性变形之后，孔的加工更精确，解决了带矩形齿一次冲压成形的方法中，因应力应变不均匀导致的拉深后矩形齿形状不规则、以及复杂结构件拉深后孔的变形、盘体容易开裂、褶皱、变形等问题，可应用于汽车零部件的大批量生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种车用部件的加工方法，尤其涉及一种曲轴转速信号盘的冲压成形方法。
背景技术
现有的汽车发动机曲轴转速信号盘，其形状大体一致，对于平面有安装孔、定位孔，侧边带有密集均匀矩形小孔的盘体类薄壁零件，传统工艺常用的制造方法有：
1．分别加工后组合焊接：先加工盘面，备料、落料、冲压、去飞边、冲孔，然后与钻好孔的圆环组焊、车除多余的焊痕；
2．采用薄钢板一次冲压成圆盘，圆盘上有安装孔、定位孔，盘体周边有矩形齿。
存在的弊端是：
采用方案1生产的曲轴转速信号盘需通过冲压、焊接、钻孔等过程，步骤繁琐，焊接件难以实现高精度配合，钻孔过程复杂，车削加工定位困难，成本高，效率低，工时长，不利于大批量快速生产；
方案2虽然采用了一次冲压成形，但所制成的曲轴转速信号盘，盘体周边仅由没冲裁掉的钢板形成间隔矩形齿顶，齿顶部分全部裁空，无外环结构，齿顶间没有连接，盘体齿的部分结构强度不高，高速运转时易变形，而且易形成气体的扰流，引起噪声。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种新的曲轴转速信号盘的冲压成形方法，以克服已有技术所存在的上述不足。
本发明采取的技术方案是：一种曲轴转速信号盘的冲压成形方法，该成形方法包括下述步骤：
（1）落料：将整块薄钢板冲裁成大小尺寸包括侧边圆环高度和压槽宽度的圆形坯料，即圆形坯料的半径R=R1+R0+H，式中R1为曲轴转速信号盘底盘的半径，H为曲轴转速信号盘侧边环的高度，R0为曲线形过渡槽冲压余量；
（2）压槽：在立式冲床上安装压槽复合模，在底盘对应半径R1的圆周上、即底盘与信号盘侧边环的接合处冲压成一曲线形过渡槽；
（3）拉深：使用拉深模进行折弯拉深，使圆形坯板的侧边环沿曲线形过渡槽翻边90°，构成信号盘坯件；
（4）修刺、整形、切边：使用普通车床对经上述工序加工的信号盘坯件修刺、整形、切边，车除侧边环顶端多余的环边；
（5）冲安装孔和定位孔：使用带有安装孔和定位孔两种冲孔模的立式冲床一次冲出安装孔和定位孔；
（6）冲小信号孔和大信号孔：更换模具，采用带有单一冲头的既可旋转同时又可锁止的旋转模组，通过安装孔和定位孔将信号盘坯件固定于模具转盘上；
A．冲裁侧边环小信号孔：
a．将信号盘坯件套在模具转盘上并利用安装孔固定，将模具转盘锁定，单一冲头竖直向下冲孔；
b．解锁，将模具转盘连同信号盘坯件一起转动一个孔的角度，再锁定，冲第二个孔；
c．解锁，将模具转盘连同信号盘坯件一起转动一个孔的角度，再锁定，冲第三个孔，直至冲完所有小信号孔和两个预留的小信号孔；
B．冲裁侧边环大信号孔：将模具转盘旋转半个孔位的角度，冲去两个多余的小信号孔之间的齿、使之形成一个大信号孔，完成大信号孔的冲压；
（7）对信号盘进行修整：使用普通车床对经上述工序加工的信号盘工件修刺、整形，得信号盘成品；
（8）卸模取下工件成品，完成加工。
其进一步的技术方案是：所述制作方形坯料的薄钢板为S355MC热轧酸洗钢板,其厚度S为2.5mm。
其更进一步的技术方案是：所述压槽复合模、拉深模、冲孔模和旋转模组采用合金模具钢材料制成。
由于采用上述技术方案，本发明之一种曲轴转速信号盘的冲压成形方法具有如下有益效果：
1.采用本发明之一种曲轴转速信号盘的冲压成形方法，可舍弃传统的焊接、钻孔等繁琐步骤，简化了制造方法，使得复杂多孔结构的盘体零件—曲轴转速信号盘，能采用冲压成形技术实现自动化大批量生产，不仅工序少、效率高，而且成品率高，有利于降低生产成本；
2. 本发明采用先压槽、拉深后冲孔的方法，解决了带矩形齿一次冲压成形的方法中，因应力应变不均匀导致的拉深后矩形齿形状不规则的问题，信号孔的加工在金属材料塑性变形之后，孔的加工更精确；制成的曲轴转速信号盘克服了传统工艺所存在的“矩形齿因没有外环结构而产生的结构强度问题”，使得信号盘在高速旋转时更加稳定不易变形；
3. 本发明只需使用压槽复合模、拉深模、冲孔模和旋转模组四套模具，不仅降低了磨具成本，简化工艺，方便操作，节约工时，在冲大小信号孔时采用同一套旋转模组，模具采用单一冲头，克服了由于孔间距离较小（两个小信号孔之间的距离D小于2S，S为材料厚度）所导致的冲头过于密集，模具强度低，不能满足多孔同时冲压的问题。
4.本发明方法采取在拉深过渡边上压曲线形过渡槽的工艺，使折弯拉深的拐角圆滑过渡,较好的解决了复杂结构件拉深后盘体开裂、褶皱、变形等问题。
5.本发明方案摒弃了传统的焊接成形方式，使得信号盘整体尺寸更加精确易控制，大批量生产成品率高，环境污染小，材料利用率高。
下面结合附图和实施例对本发明之一种曲轴转速信号盘的冲压成形方法的技术特征作进一步的说明。
附图说明
图1：经工序1加工出之圆形坯板示意图；
图2：经工序2加工出之圆形坯板结构示意图（带曲线形过渡槽）；
图3：经工序3、4加工后的信号盘坯件结构示意图；
图4：经工序5加工后的信号盘坯件结构示意图（带安装孔和定位孔）；
图5：经工序6/A加工后的信号盘结构示意图（带全部小信号孔）；
图6：经工序6/B加工后的信号盘结构示意图（带全部小信号孔和大信号孔）；
图7：图6之A-A视图；
图8：图7之B部放大图；
图9：模具转盘结构示意图。
图中：
1—底盘，11—中心定位孔，12—安装孔，2—侧边环，21—小信号孔，22—大信号孔， 3—曲线形过渡槽，4—模具转盘，41—中心旋转轴，42—模具安装孔，43—侧面模孔；
D—小信号孔间距，H—侧边环高，R—圆形坯板半径，R1—底盘半径，R0—曲线形过渡槽冲压余量，L—小信号孔底边与曲线形过渡槽距离。
具体实施方式
一种曲轴转速信号盘的冲压成形方法，包括下述步骤：
（1）落料：将整块薄钢板冲裁成大小尺寸包括侧边圆环高度和压槽宽度的圆形坯料，即圆形坯料的半径R=R1+R0+H，式中R1为曲轴转速信号盘底盘1的半径，H为曲轴转速信号盘侧边环2的高度，R0为曲线形过渡槽冲压余量；
（2）压槽：在立式冲床上安装压槽复合模，在底盘对应半径R1的圆周上、即底盘与信号盘侧边环的接合处冲压成一曲线形过渡槽3；
（3）拉深：使用拉深模进行折弯拉深，使圆形坯板的侧边环沿曲线形过渡槽3翻边90°，构成信号盘坯件；
（4）修刺、整形、切边：使用普通车床对经上述工序加工的信号盘坯件修刺、整形、切边，车除侧边环顶端多余的环边；
（5）冲安装孔和定位孔：使用带有安装孔和定位孔两种冲孔模的立式冲床一次冲出安装孔和定位孔；
（6）冲小信号孔和大信号孔：更换模具，采用带有单一冲头的既可旋转同时又可锁止的旋转模组，通过安装孔和定位孔将信号盘坯件固定于模具转盘上；
A．冲裁侧边环小信号孔：
a．将信号盘坯件套在模具转盘上并利用安装孔固定，将模具转盘锁定，单一冲头竖直向下冲孔；
b．解锁，将模具转盘连同信号盘坯件一起转动一个孔的角度，再锁定，冲第二个孔；
c．解锁，将模具转盘连同信号盘坯件一起转动一个孔的角度，再锁定，冲第三个孔，直至冲完所有小信号孔和两个预留的小信号孔；
B．冲裁侧边环大信号孔：将模具转盘旋转半个孔位的角度，冲去两个多余的小信号孔之间的齿、使之形成一个大信号孔，完成大信号孔的冲压；
（7）对信号盘进行修整：使用普通车床对经上述工序加工的信号盘工件修刺、整形，得信号盘成品；
（8）卸模取下工件成品，完成加工。
上述实施例中：
所述制作圆形坯料的薄钢板为S355MC热轧酸洗钢板,其厚度S为2.5mm。
所述压槽复合模、拉深模、冲孔模和旋转模组采用合金模具钢材料制成。
本发明只需使用压槽复合模、拉深模、冲孔模和旋转模组四套模具，其中冲大、小信号孔之旋转模组的模具转盘为带有中心旋转轴41和侧面模孔43的厚实圆盘结构，是可转动同时又可被锁止的多孔型模具，转动轴与地面水平，能在竖直平面内旋转，模具上的侧面模孔的数量和形状与所加工信号盘的小信号孔一致，加工步骤为：
将模具转盘锁定，单一冲头竖直向下冲孔，每冲完一个小信号孔将模具转盘连同信号盘坯件旋转一个孔的角度，冲第二个小信号孔，转动一周，直至完成全部小信号孔（包括两个预留的小信号孔）的冲裁；将模具转盘旋转半个孔位的角度，冲去两个多余的信号孔之间的齿、使之形成一个大信号孔，完成大信号孔的冲压。
加工过程中信号盘坯件随模具转动，冲头只做上下冲压运动。
Claims (3)
1.一种曲轴转速信号盘的冲压成形方法，其特征在于：该成形方法包括下述步骤：
（1）落料：将整块薄钢板冲裁成大小尺寸包括侧边圆环高度和压槽宽度的圆形坯料，即圆形坯料的半径R=R1+R0+H，式中R1为曲轴转速信号盘底盘（1）的半径，H为曲轴转速信号盘侧边环（2）的高度，R0为曲线形过渡槽冲压余量；
（2）压槽：在立式冲床上安装压槽复合模，在底盘对应半径R1的圆周上、即底盘与信号盘侧边环的接合处冲压成一曲线形过渡槽（3）；
（3）拉深：使用拉深模进行折弯拉深，使圆形坯板的侧边环沿曲线形过渡槽（3）翻边90°，构成信号盘坯件；
（4）修刺、整形、切边：使用普通车床对经上述工序加工的信号盘坯件修刺、整形、切边，车除侧边环顶端多余的环边；
（5）冲安装孔和定位孔：使用带有安装孔和定位孔两种冲孔模的立式冲床一次冲出安装孔和定位孔；
（6）冲小信号孔和大信号孔：更换模具，采用带有单一冲头的既可旋转同时又可锁止的旋转模组，通过安装孔和定位孔将信号盘坯件固定于模具转盘上；
A．冲裁侧边环小信号孔：
a．将信号盘坯件套在模具转盘上并利用安装孔固定，将模具转盘锁定，单一冲头竖直向下冲孔；
b．解锁，将模具转盘连同信号盘坯件一起转动一个孔的角度，再锁定，冲第二个孔；
c．解锁，将模具转盘连同信号盘坯件一起转动一个孔的角度，再锁定，冲第三个孔，直至冲完所有小信号孔和两个预留的小信号孔；
B．冲裁侧边环大信号孔：将模具转盘旋转半个孔位的角度，冲去两个多余的小信号孔之间的齿、使之形成一个大信号孔，完成大信号孔的冲压；
（7）对信号盘进行修整：使用普通车床对经上述工序加工的信号盘工件修刺、整形，得信号盘成品；
（8）卸模取下工件成品，完成加工。
2.根据权利要求1所述的一种曲轴转速信号盘的冲压成形方法，其特征在于：所述制作圆形坯料的薄钢板为S355MC热轧酸洗钢板,其厚度S为2.5mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种曲轴转速信号盘的冲压成形方法，其特征在于：所述压槽复合模、拉深模、冲孔模和旋转模组采用合金模具钢材料制成。
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