CN105170833A - 一种齿轮环精冲拉伸成形方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种齿轮环精冲拉伸成形方法，该方法步骤如下，依次经过、冲孔、热处理、去氧化皮、拉深成形、时效处理、精冲成形和后处理。本发明用普冲、精冲、拉深相结合的方法生产齿轮环，拉深、精冲和整形打标识工序都在精冲机的三向压应力下成形，保证尺寸精度和平行度，适合批量生产，材料利用率高，节约成本，模具结构简单；毛坯件在精冲机的作用下，通过拉深模具和精冲模具成形内形和外形，提高零件尺寸精度和平面度；采用剪板机下料的方法剪切成方块料作为普冲孔前的毛坯件，效率高。
Description
技术领域
本发明属于金属加工成形技术领域，具体涉及一种齿轮环精冲拉伸成形方法。
背景技术
齿轮环是发动机凸轮轴感应信号环，包括有上、下端面和中间拉伸曲面，上下端面尺寸精度和平行度以及高度差都要较高的要求，上端面齿槽和下端面孔有较高的位置度要求。传统的加工方法采用冷挤压和机加工内外形的方法，以及采用激光打标机打标识的方法，效率低、质量不稳定、原材料利用率低、成本高，不适合大批量生产。
发明内容
本发明提出一种齿轮环精冲拉伸成形方法，用于解决上述问题，具有产品质量高、效率高和适合批量生产的优点。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种齿轮环精冲拉伸成形方法，该方法步骤如下，
步骤1)下料：采用剪板机将条料或者板料剪切成方块料；
步骤2)冲孔：将步骤1)得到的方块料置于压力机的冲孔模具型腔内冲压成形，得到有内孔和定位孔的毛坯件I；
步骤3)热处理：将步骤2)得到的毛坯件I置于网带退火炉中退火，得到退火后的毛坯件I；
步骤4)去氧化皮：在振动光饰机中采用磨料与退火后的毛坯件I相互振动的方法，去除毛坯件I表面的氧化皮；
步骤5)拉深成形：将步骤4)得到的毛坯件I置于精冲机的拉伸模具型腔内翻边成形，得到有拉伸曲面的毛坯件II；
步骤6)时效处理：将毛坯件II置于鼓风式恒温干燥箱中进行时效处理，设置干燥箱内的保温温度为180～200℃，保温时间为2～3h；
步骤7)精冲成形：将步骤6)的毛坯件II置于精冲机的精冲模具型腔内精冲成形，得到齿轮环毛坯件III；
步骤8)后处理：去除步骤7)的齿轮环毛坯件III表面的毛刺后，置于整形模具中整形、打标识，得到齿轮环成品。
进一步的，其中，步骤3)中的热处理的具体步骤如下，
首先，设置网带退火炉第1～3区的处理温度为600～680℃，第4区的处理温度为500℃，保温时间设置为30～45min；
其次，将多件毛坯件II沿相同方向对齐叠放作为一个单元垂直码放于网带炉退火炉网带上，其中一个单元的码放高度不超过20mm，相邻单元之间的间隔为3～5mm；
再次，在网带退火炉的出口处用工具取出退火完成的毛坯件II置于料框中，冷却。
进一步的，其中，步骤7)中的所述精冲模具，包括上模座、上垫板、上固定板、下模座、下垫板、下固定板、凸凹模、凹模、异形凸模和圆凸模，所述凸凹模穿入所述上固定板内，所述凸凹模、上垫板、上固定板固定于所述上模座的下端面；所述凹模、下固定板、下垫板固定于所述下模座的上端面，所述异形凸模和所述圆凸模固定于所述下固定板上，所述凹模与所述异形凸模之间设有推板，所述推板的上端与所述凸凹模的下端均设有曲面，所述凹模的中心设有异形内孔，所述异形内孔的轮廓与所述齿轮环上端面外轮廓相同。
有益效果：本发明采用普冲、精冲、拉深相结合的方法生产齿轮环，拉深、精冲和整形打标识工序都在精冲机的三向压应力下成形，保证尺寸精度和平行度，适合批量生产，材料利用率高，节约成本，模具结构简单；毛坯件在精冲机的作用下，通过拉深模具和精冲模具成形内形和外形，提高零件尺寸精度和平面度；
采用剪板机下料的方法剪切成方块料作为普冲孔前的毛坯件，效率高；采用网带炉退火，与常用的盖铸铁屑装箱箱式炉退火相比，因保温时间和冷却时间大大缩短，因此氧化脱碳少，效率高，采用工具取出退完火后的毛坯件，避免自然掉落产生的砸伤和变形；网带退火炉第四区的温度设置为500℃，保证出炉后置于空气中的毛坯件II在较低的温度下氧化速度大大降低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的流程图。
图2为本发明的毛坯件I的结构示意图。
图3为本发明的毛坯件II的结构示意图。
图4为本发明的毛坯件III的结构示意图。
图5为本发明的齿轮环的结构示意图。
图6为精冲模具的结构示意图。
10—毛坯件I11—内孔12—定位孔11a—曲线a11b—曲线b
20—毛坯件II21—拉伸曲面
30—毛坯件III31—圆孔32—齿槽33—上端面
40—齿轮环41—标识42—对称曲线43—下端面不封闭曲线
50—精冲模具51a—上模座51b—下模座52a—上垫板52b—下垫板53a—上固定板53b—下固定板54—凸凹模55—凹模56—异形凸模57—圆凸模58—推板59—异形内孔
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
齿轮环零件，材料选用低碳钢，料厚5㎜，包括上端面33、拉伸曲面21和下端面，上端面外轮廓成圆形，所述圆形轮廓上分布多个齿槽32，上端面33上打有标识，拉伸曲面21设有对称曲线42，对称曲面42有直线和圆角组成，直线间的距离公分要求为±0.5㎜，下端面上设有四个圆孔31和下端面不封闭曲线43，下端面不封闭曲线43和拉伸曲面21上的对称曲线42连接成封闭的整体，上端面和下端面的高度差要求为16±0.2㎜，平行度要求0.1㎜，上端面33齿槽32和下端面圆孔32的位置度要求为φ0.25mm。
参照图1，一种齿轮环精冲拉伸成形方法，该方法步骤如下，
步骤1)下料：采用剪板机将条料或者板料剪切成方块料；
步骤2)冲孔：将步骤1)得到的方块料置于压力机的冲孔模具型腔内冲压成形，得到有内孔11和定位孔12的毛坯件I10，如图2所示，毛坯件I10的外形轮廓为正方形，毛坯件I10中间有内孔11，毛坯件I10的对角出设有两个孔直径大小不同的定位孔，内孔11由曲线a11a和曲线b11b围成，曲线b11b的轮廓由直线和圆角组成，曲线b11b的轮廓比齿轮环成品的拉伸曲面的对称曲线42的轮廓大1～2㎜，曲线a11a的轮廓比齿轮环成品的下端面曲线43的轮廓小5～8㎜；
步骤3)热处理：对步骤2)得到的毛坯件I10置于网带退火炉中退火，得到退火后的毛坯件I10；
首先，设置网带退火炉第1～3区的处理温度为600～680℃，第4区的处理温度为500℃，保温时间设置为30～45min；
其次，将多件毛坯件II20沿相同方向对齐叠放作为一个单元垂直码放于网带炉退火炉网带上，其中一个单元的码放高度不超过20mm，相邻单元之间的间隔为3～5mm；
再次，在网带退火炉的出口处用工具取出退火完成的毛坯件II20置于料框中，进行风冷或空冷至室温。
步骤4)去氧化皮：在振动光饰机中采用磨料与退火后的毛坯件I10相互振动的方法，去除毛坯件I10表面的氧化皮；
步骤5)拉深成形：将步骤4)得到的毛坯件I10置于精冲机的拉伸模具型腔内翻边成形，得到有拉伸曲面21的毛坯件II20，如图3所示，毛坯件II20包括上端端面、拉伸曲面21和下端面，上端面包括上端面内圆和上端面外轮廓，上端面外轮廓为正方形，上端面和下端面的高度差为16±0.2㎜；
步骤6)时效处理：将毛坯件II20置于鼓风式恒温干燥箱中进行时效处理，设置干燥箱内的保温温度为180～200℃，保温时间为2～3h；
步骤7)精冲成形：将步骤6)的毛坯件II20置于精冲机的精冲模具50型腔内精冲成形，得到齿轮环毛坯件III30，所图4所示，毛坯件III30为形状结构与齿轮环成品相同；
步骤8)后处理：去除步骤7)的齿轮环毛坯件III30表面的毛刺后，置于整形模具中整形、打标识41，得到齿轮环成品40，如图5所示。
参见图6，其中，步骤7)中的所述精冲模具50，包括上模座51a、上垫板52a、上固定板53a、下模座51b、下垫板52b、下固定板53b、凸凹模54、凹模55、异形凸模56和圆凸模57，所述凸凹模54穿入所述上固定板53a内，所述凸凹模54、上垫板52a、上固定板53a固定于所述上模座51a的下端面；所述凹模55、下固定板53b、下垫板52b固定于所述下模座51b的上端面33，所述异形凸模56和所述圆凸模57固定于所述下固定板53b上，所述凹模55与所述异形凸模56之间设有推板58，所述推板58的上端与所述凸凹模54的下端均设有曲面，所述凹模55的中心位置处设有异形内孔59，所述异形内孔59的轮廓与所述齿轮环上端面33外轮廓相同。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种齿轮环精冲拉伸成形方法，该方法步骤如下，
步骤1)下料：采用剪板机将条料或者板料剪切成方块料；
步骤2)冲孔：将步骤1)得到的方块料置于压力机的冲孔模具型腔内冲压成形，得到有内孔曲线(11)和定位孔(12)的毛坯件I(10)；
步骤3)热处理：将步骤2)得到的毛坯件I(10)置于网带退火炉中退火，得到退火后的毛坯件I(10)；
步骤4)去氧化皮：在振动光饰机中采用磨料与退火后的毛坯件I(10)相互振动的方法，去除毛坯件I(10)表面的氧化皮；
步骤5)拉深成形：将步骤4)得到的毛坯件I(10)置于精冲机的拉伸模具型腔内翻边成形，得到有拉伸曲面的毛坯件II(20)；
步骤6)时效处理：将毛坯件II(20)置于鼓风式恒温干燥箱中进行时效处理，设置干燥箱内的保温温度为180～200℃，保温时间为2～3h；
步骤7)精冲成形：将步骤6)的毛坯件II(20)置于精冲机的精冲模具(50)型腔内精冲成形，得到齿轮环毛坯件III；
步骤8)后处理：去除步骤7)的齿轮环毛坯件III表面的毛刺后，置于整形模具中整形、打标识(41)，得到齿轮环成品(40)。
2.如权利要求1所述的一种齿轮环精冲拉伸成形方法，其特征在于：其中，步骤3)中的热处理的具体步骤如下，
首先，设置网带退火炉第1～3区的处理温度为600～680℃，第4区的处理温度为500℃，保温时间设置为30～45min；
其次，将多件毛坯件II(20)沿相同方向对齐叠放作为一个单元垂直码放于网带炉退火炉网带上，其中一个单元的码放高度不超过20mm，相邻单元之间的间隔为3～5mm；
再次，在网带退火炉的出口处用工具取出退火完成的毛坯件II(20)置于料框中，通过风冷或者空冷冷却至室温。
3.如权利要求2所述的一种齿轮环精冲拉伸成形方法，其特征在于：其中，步骤7)中的所述精冲模具(50)，包括上模座(51a)、上垫板(52a)、上固定板(53a)、下模座(51b)、下垫板(52b)、下固定板(53b)、凸凹模(54)、凹模(55)、异形凸模(56)和圆凸模(57)，所述凸凹模(54)穿入所述上固定板(53a)内，所述凸凹模(54)、上垫板(52a)、上固定板(53a)固定于所述上模座(51a)的下端面；所述凹模(55)、下固定板(53b)、下垫板(52b)固定于所述下模座(51b)的上端面(33)，所述异形凸模(56)和所述圆凸模(57)固定于所述下固定板(53b)上，所述凹模(55)与所述异形凸模(56)之间设有推板(58)，所述推板(58)的上端与所述凸凹模(54)的下端均设有曲面，所述凹模(55)的中心位置处设有异形内孔(59)，所述异形内孔(59)的轮廓与所述齿轮环上端面(33)外轮廓相同。
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