CN105195590A - 一种油底壳加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油底壳加工方法，包括如下步骤：首先，将一整块减振复合钢板进行落料处理，获得若干块油底壳坯料；其次，对油底壳坯料进行初步成型；最后，将初步成型后油底壳放入油底壳内涨压模具，通过向油底壳内部施加高压液体，得到需要的油底壳形状。本发明采用减振复合钢板作为油底壳制作材料，并将内涨压技术运用到油底壳加工制作中，降低了油底壳零件的生产成本，增强了油底壳的结构强度，解决了薄板油底壳振动疲劳/碰撞后容易破裂问题，而且可以将油底壳的深度做的较深，从而提升机油存储量。

Description

一种油底壳加工方法

技术领域

本发明涉及油底壳加工方法。

背景技术

油底壳用于发动机上，装配在发动机底部，主要作为机油的存储容器，油底壳多由薄钢板冲压而成，形状较为复杂的一般采用铸铁或铝合金浇铸成型。

1.薄板冲压成型油底壳：采用薄板冲压成型制成，只能加工简单的油底壳，加工成本低廉，薄板油底壳不适应国内的工程机械用车的工况，发生轻微碰撞后容易出现油底壳失效问题。

2.铁或铝合金浇铸成型油底壳，可以加工较为复杂结构零件，铸铁或铝铸件油底壳，可以适应国内恶劣工况，但制作成本高昂。

3.钢板拼焊类油底壳，为增加机油存储量，采用三种不同的内外壳体，用氩弧焊接的工艺拼接在一起，增加机油存储量，同时钢板拼焊油底壳也无法适应国内恶劣的工况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种油底壳加工方法，降低成本，增强油底壳强度。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种油底壳加工方法，包括如下步骤：

首先，将一整块减振复合钢板进行落料处理，获得若干块油底壳坯料；

其次，对油底壳坯料进行初步成型；

最后，将初步成型后油底壳放入油底壳内涨压模具，通过向油底壳内部施加高压液体，得到需要的油底壳形状。

优选的，所述减振复合钢板为三层复合结构，在三层复合结构中，两侧表层为深冲压钢板，中层为热固性树脂粘结剂。

优选的，所述油底壳设有内凹的加强筋。

优选的，所述加强筋为梭形结构。

优选的，初步成型工序包括以下三个步骤：第一步，浅拉伸；第二部，深拉伸；第三步，整形。

优选的，所述油底壳内涨压模具包括上模和下模，所述下模设有放置初步成型后油底壳的油底壳型腔，在上模和下模合模后，上模将油底壳型腔封闭，所述上模与下模之间还形成有与油底壳型腔连通的输油口，所述输油口与输油增压泵的出油口连通。

优选的，所述下模包括下模座、下模固定板、下模底板，所述下模座用于承装下模固定板和下模底板，所述下模底板上开设油底壳型腔的主体部分，所述下模固定板用于将油底壳定位在模具上。

优选的，所述下模还设有下模导块，所述下模导块由液压缸驱动施加轴向负荷作用。

优选的，所述上模包括上模固定板、上模导块、上模座，所述上模座用于承装上模固定板、上模导块，所述上模固定板用来将模具固定在液压机上，所述上模导块在模具开启时起到导向作用。

优选的，所述油底壳内涨压模具的工作过程为：首先是将上模和下模合模，并施加相应的锁模压力，所述锁模压力的计算公式为F_c＝A_pp_c×10^-3，其中F_c为锁模压力，P_c为整形压力，A_p为油底壳在水平面上的投影面积；然后，再通过输油增压泵向油底壳内部输送压力，在压力达到设定压力后保压1～2min，其中，设定压力计算公式为其中P_S为设定压力，t为油底壳厚度、d为油底壳横向宽度，σ_s为油底壳的屈服强度，同时驱动下模导块的液压缸施加保压压力；最后，上模和下模分开，将成型的油底壳取出。

本发明采用减振复合钢板作为油底壳制作材料，针对减振复合钢板容易受力变形特性，创新工艺，将内涨压技术运用到油底壳加工制作中，通过向半成品油底壳内部施加高压液体及在轴向施加负荷作用，使钢板材料贴合在模具型腔内发生塑性变形，从而得到所需的油底壳形状。

因此，本发明的有益效果为：

1.解决了铸件或铸铝件油底壳可成本高昂问题：采用减振复合钢板(BVDS-1)替换原有加工原材料(原有材料ST13为单层材料)加工油底壳，降低油底壳零件的生产成本(相对铸件或铝铸件)。

2.解决了薄板油底壳振动疲劳/碰撞后容易破裂问题：通过采用减振复合钢板(BVDS-1)，由于减振复合本身具有减振抗冲击的特性，通过将油底壳设计成“Z”字型增大油底壳表面积用来抵消发动机作业时本身给油底壳带来的振动，防止油底壳零件呈现机械疲劳。利用减振复合钢板的扩张性及抗冲击性这两种特性，使油底壳受到一般的撞击时抵消撞击对油底壳的伤害，提升油底壳的抗振同时增加油底壳零件的可靠性。

3.为降低齿轮泵的基本噪音，降低发动机整体噪音：根据GB/T16406声学试验证明采用减振复合钢板(BVDS-1)制作的油底壳可以降低发动机齿轮泵的基础噪音0.4dB-0.9dB。

4.为了提升了机油的存储量，通过拉伸、内涨压的工艺，可以将油底壳的深度做的较深，从而提升机油存储量。

5.增强了油底壳的结构强度：在油底壳表面设计梭形内凹加强筋，梭型内凹加强筋沿油底壳连续分布，使整个油底壳串联在一起，增加整个油底壳的强度，同时支撑油底壳整个外表面，对油底壳的型腔起到加固的作用，减少发动机作业时产生的振动对油底壳的伤害。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1a为油底壳正面示意图；

图1b为油底壳的仰视图；

图1c为油底壳的侧视图；

图2为油底壳内涨压模具结构示意图；

图3a浅拉伸后油底壳正面示意图；

图3b浅拉伸后油底壳仰视示意图；

图4a深拉伸后油底壳正面示意图；

图4b深拉伸后油底壳仰视示意图；

图5a整形后油底壳正面示意图；

图5b整形后油底壳仰视示意图。

具体实施方式

如图1a、图1b、图1c所示，油底壳1包括口部段11、中间段12、底部段13，口部段11、中间段12、底部段13一起使油底壳1的外形整体呈Z型结构。油底壳1由减振复合钢板制成，所述减振复合钢板为三层复合结构，在三层复合结构中，两侧表层为深冲压钢板，中层为热固性树脂粘结剂。所述深冲压钢板的厚度为1.2mm，所述热固性树脂粘结剂的厚度为0.4mm。

减振复合钢板相对铸件或铝铸件结构的油底壳，可以降低油底壳零件的生产成本，而且由于减振复合本身具有减振抗冲击的特性，通过将油底壳设计成“Z”字型增大油底壳表面积用来抵消发动机作业时本身给油底壳带来的振动，防止油底壳零件呈现机械疲劳。利用减振复合钢板的扩张性及抗冲击性这两种特性，使油底壳受到一般的撞击时抵消撞击对油底壳的伤害，提升油底壳的抗振同时增加油底壳零件的可靠性。另外，采用减振复合钢板制作的油底壳可以降低发动机齿轮泵的基础噪音。

油底壳1设有内凹的加强筋14，而且进一步的，内凹的加强筋为梭形结构，口部段11宽度方向两侧面各设有一条沿长度方向延伸的加强筋，中间段12宽度方向两侧面各设有两条倾斜设置的加强筋14，底部段13宽度方向两侧面各设有一条沿长度方向延伸的加强筋14，这些梭型内凹的加强筋14沿油底壳“Z”字型结构连续分布，使整个油底壳串联在一起，增加整个油底壳的强度，同时支撑油底壳整个外表面，对油底壳的型腔起到加固的作用，减少发动机作业时产生的振动对油底壳的伤害。

另外，口部段11开口边沿设有向外侧水平延伸的翻边15，沿翻边环向分布有固定孔16。

上述油底壳加工方法，包括如下步骤：

首先，将一整块减振复合钢板进行落料处理，获得若干块油底壳坯料；

其次，对油底壳坯料进行初步成型；

最后，将初步成型后油底壳放入油底壳内涨压模具，通过向油底壳内部施加高压液体，得到需要的油底壳形状。

其中，初步成型工序包括以下三个步骤：

第一步，浅拉伸，由于油底壳深度较深，一次拉伸成型无法拉伸出所需的深度，因此首先进行浅拉伸，如图3a和图3b所示，浅拉伸将板料从平板状冲压出油底壳的大致形状；

第二部，深拉伸，通过深拉伸，不仅可以将油底壳深度做的较深，提高机油存储量，而且二次拉伸能提高成品率，如图4a和图4b所示，深拉伸后，基本达到了油底壳的设计深度和形状；

第三步，整形，油底壳在两次拉伸后，会产生不同程度的变形，长度和宽度方向会呈喇叭形，因此，增加整形工序，修正油底壳外形尺寸，如图5a和图5b所示，经过整形后，油底壳口部圆角及底部段与中间段衔接圆角二次成型，保持与内腔形状的一致性。

如图2所示，油底壳内涨压模具，包括上模3和下模2，所述下模2设有放置初步成型后油底壳的油底壳型腔，在上模3和下模2合模后，上模3将油底壳型腔封闭，所述上模3与下模2之间还形成有与油底壳型腔连通的输油口、泄压接头36，所述输油口与输油增压泵37的出油口连通。

所述下模2包括下模座21、下模固定板23、下模底板22、下模导块24。所述下模座21用于承装下模固定板23和下模底板22，所述下模底板22上开设油底壳型腔的主体部分，所述下模固定板23用于将油底壳定位在模具上。所述下模导块24由液压缸25驱动施加轴向负荷作用，通过向油底壳内部输送高压，其作用力施加在轴向上，再向零件周壁分散的同时在油底壳外表面会产生负荷。

所述上模3包括上模固定板32、上模压料板33、上模导块34、上模压装块35、上模座31，所述上模座31用于承装上模固定板32、上模压料板33、上模导块34、上模压装块35，所述上模固定板32用来将模具固定在液压机上，所述上模导块34在模具开启时起到导向作用。上模压料板33主要作用防止在油底壳涨压过程中边圈多余废料进入模具内部。上模压装块35主要为上模导块34服务，属于加长垫块。

内涨压模具的具体工作过程为：

首先，开启上模和下模，将预涨压半成品油底壳放入油底壳型腔内部；

其次，闭合上模和下模，并施加相应的锁模压力，所述锁模压力的计算公式为F_c＝A_pp_c×10^-3；这个公式是结合行业规范得出的经验公式，F_c代表锁模压力(MPa)，P_c为整形压力(MPa)，A_p为油底壳在水平面上的投影面积(mm²)。

然后，输油增压泵对油底壳内部进行增压，在压力达到设定压力后保压1～2min，其中，设定压力计算公式为这个公式是结合行业规范得出的经验公式，P_S为设定压力，t为油底壳厚度、d为油底壳横向宽度，σ_s为油底壳的屈服强度；同时驱动下模导块的液压缸也施加保压压力，所述保压压力保持在200KN；轴向保压压力通过对内涨压产品的经验、工艺拟定的一个参数。

最后，通过泄压接头进行泄压，打开上模和下模，下模导块沿轴向向外移动，将成型的油底壳卸掉。

其中，轴向保压压力是通过计算出高压液体反力、摩擦力，变形力参数后根据经验估算得出。

具体到本实施例中，其计算过程为：

□高压液体反力 $\underset{\‾}{F_p=\mathrm{\π}\frac{{d_i}^2}{4}{p}_i}=3.14\×\frac{{62}^2}{4}\×39.8=120kN$

□摩擦力F _μ ＝πdl _μ p _i μ＝3.14×65×55.55×39.8×0.1＝45.1kN

□变形力 $F_t=\frac{\mathrm{\π}}{2}{\mathrm{td\σ}}_s=0.5\×3.14\×1.5\×65\×81.5=12.6kN$

其中在高压液体反力计算中，F_p代表液体反力,d_i代表进压口直径(减材料厚度)，P_i代表成型压力(理论参考值)；

摩擦力计算中，F_μ代表摩擦力，d代表进压口直径，l_μ代表摩擦值，P_i代表成型压力(理论参考值)，μ为固定值(0.1-0.8)；

变形力计算中，t为油底壳厚度、d为油底壳横向宽度，σ_s为油底壳的屈服强度。

本实施例中轴向保压压力是高压液体反力、摩擦力，变形力之和再加上一个经验值得出。

Claims (10)

1.一种油底壳加工方法，其特征在于包括如下步骤：

首先，将一整块减振复合钢板进行落料处理，获得若干块油底壳坯料；

其次，对油底壳坯料进行初步成型；

最后，将初步成型后油底壳放入油底壳内涨压模具，通过向油底壳内部施加高压液体，得到需要的油底壳形状。

2.根据权利要求1所述的一种油底壳加工方法，其特征在于：所述减振复合钢板为三层复合结构，在三层复合结构中，两侧表层为深冲压钢板，中层为热固性树脂粘结剂。

3.根据权利要求1所述的一种油底壳加工方法，其特征在于：所述油底壳设有内凹的加强筋。

4.根据权利要求3所述的一种油底壳加工方法，其特征在于：所述加强筋为梭形结构。

5.根据权利要求1所述的一种油底壳加工方法，其特征在于：初步成型工序包括以下三个步骤：第一步，浅拉伸；第二部，深拉伸；第三步，整形。

6.根据权利要求1所述的一种油底壳加工方法，其特征在于：所述油底壳内涨压模具包括上模和下模，所述下模设有放置初步成型后油底壳的油底壳型腔，在上模和下模合模后，上模将油底壳型腔封闭，所述上模与下模之间还形成有与油底壳型腔连通的输油口，所述输油口与输油增压泵的出油口连通。

7.根据权利要求6所述的一种油底壳加工方法，其特征在于：所述下模包括下模座、下模固定板、下模底板，所述下模座用于承装下模固定板和下模底板，所述下模底板上开设油底壳型腔的主体部分，所述下模固定板用于将油底壳定位在模具上。

8.根据权利要求7所述的一种油底壳加工方法，其特征在于：所述下模还设有下模导块，所述下模导块由液压缸驱动施加轴向负荷作用。

9.根据权利要求8所述的一种油底壳加工方法，其特征在于：所述上模包括上模固定板、上模导块、上模座，所述上模座用于承装上模固定板、上模导块，所述上模固定板用来将模具固定在液压机上，所述上模导块在模具开启时起到导向作用。

10.根据权利要求9所述的一种油底壳加工方法，其特征在于：所述油底壳内涨压模具的工作过程为：首先是将上模和下模合模，并施加相应的锁模压力，所述锁模压力的计算公式为F_c＝A_pp_c×10^-3，其中F_c为锁模压力，P_c为整形压力，A_p为油底壳在水平面上的投影面积；然后，再通过输油增压泵向油底壳内部输送压力，在压力达到设定压力后保压1～2min，其中，设定压力计算公式为其中P_S为设定压力，t为油底壳厚度、d为油底壳横向宽度，σ_s为油底壳的屈服强度，同时驱动下模导块的液压缸施加保压压力；最后，上模和下模分开，将成型的油底壳取出。