CN105689553A - 离合器毂体渐进式拉挤成形装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种离合器毂体渐进式拉挤成形装置，包括：位于底部的凸模部分和对应位于顶部并与压力机相连的凹模部分，其中：凹模部分包括具有变截面内腔的凹模，通过将拉深后的筒形件置于凸模部分，并由压力机驱动凹模部分下行，以一次动作实现齿形成形。本发明针对现有离合器毂体成形设备复杂、齿形填充不满和成形效率低等技术问题，提出一种离合器毂体渐进式拉挤成形装置及方法，采用变截面凹模渐进式拉深挤齿，在成形内外齿的同时保证齿形填充性，实现成形质量与效率的双重提升。

Description

离合器毂体渐进式拉挤成形装置及方法
技术领域
本发明涉及的是一种汽车制造领域的技术，具体是一种通过渐进式拉挤成形方式提高离合器毂体齿形填充性的离合器毂体渐进式拉挤成形装置及方法。
背景技术
离合器毂体是轿车传动系统，尤其是双离合器变速器或自动变速器变速箱的关键零件之一。作为离合器摩擦片和钢片的支撑结构，其精度和强度的高低直接影响汽车离合器的使用性能与寿命。离合器毂体为表面积较大的深筒件，其典型特点为周向均布的齿槽和局部的壁厚变化。该类板壳结构的零部件，外形比较复杂，整体质量要求较高，因而冲压成形难度较大。
离合器毂体零件最主要的功能区为周向齿形(尺寸参数见图1)。除了齿数、齿宽和齿高等基本元素外，齿形内外圆角的大小，即齿形在加工制造过程中的填充性，直接影响毂体与摩擦片及钢片的装配精度，进而影响整个离合器的磨损与寿命。目前，离合器毂体的加工方式有旋压工艺和冲压工艺。旋压工艺的成形效率较低，设备昂贵，且零件表面存在较为明显的滚痕；常规冲压工艺可以提高效率，但易产生齿形填充不满等缺陷，难以满足质量要求。
经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN202097292U公开了一种用于离合器毂类零件加工模具，采用冲压加工方式，其凹模具有内花键型腔，可实现了一次成形，提高了效率，但对于齿形精度及填充性未作考虑。中国专利文献号CN104588552A，公开了一种花键毂齿形成型装置及成型工艺，该方法应用了多套模具，可提高成形精度，但每套模具相对复杂，成本较高。
发明内容
本发明针对现有离合器毂体成形设备复杂、齿形填充不满和成形效率低等技术问题，提出一种离合器毂体渐进式拉挤成形装置及方法，采用变截面凹模渐进式拉深挤齿，在成形齿形的同时保证齿形填充性，实现成形质量与效率的双重提升。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种离合器毂体渐进式拉挤成形装置，包括：位于底部的凸模部分和对应位于顶部并与压力机相连的凹模部分，其中：凹模部分包括具有变截面内腔的凹模，通过将拉深后的筒形件置于凸模部分，并由压力机驱动凹模部分下行，以一次动作实现齿形成形。
所述的变截面内腔包括：上、中、下三个部分，其中：下部为用于坯料定位及整形的定位整形区，呈圆柱形，其直径与坯料外径相等；上部为用于齿面整形，提高表面质量和尺寸精度的齿形精整区，其轮廓与离合器毂体外齿形面完全相同；中部为用于圆柱形定位整形区与齿形精整区的过渡连接的成形过渡区，不同的过渡方式，即对应不同的齿形成形方式。
所述的成形过渡区采用以下任意一种结构：
a.等比例过渡结构，即齿形形状保持不变且尺寸按比例增大。
b.高度优先过渡结构，在保证凹模齿形强度的情况下，齿形的高度优先达到精整区齿形高度，齿宽大小再达到精整区齿宽大小。
所述的凸模部分包括下部为圆柱形基体的凸模，该凸模的上部工作区域与目标零件离合器毂体的内齿面完全相同，侧壁工作区域的高度不小于离合器毂体侧壁高度的两倍。
所述的上模部分和下模部分通过导柱导套实现滑动配合连接。
本发明涉及上述装置的渐进式拉挤成形方法，在初始化阶段上模部分随压力机运行至上限位置且凸、凹模处于分离状态，然后将拉深后的筒形件置于凸模上并启动压力机下行，当同时带动凹模下行时通过一次成形的方式完成离合器毂体的渐进式拉挤成形。
所述的一次成形，根据不同结构的成形过渡区，其对应的应变速率应控制在10-4～10-3，所需要的成形力由零件尺寸和材料的力学性能所决定。
对于等比例过渡成形方式，由于凹模齿形变化幅度较小，在凹模下行过程中，坯料侧壁外表面始终贴合凹模内腔。随着凹模逐渐下行，通过弯曲和挤压坯料侧壁材料，侧壁内表面逐渐与凸模贴合，实现齿形成形。在整个成形过程中，坯料侧壁外表面与凹模内壁未曾分离，从而实现齿形填充性的改善。
对于高度优先过渡成形方式，由于在凹模下行过程中，凹模齿形的齿高先达到整形区齿形高度，即先通过弯曲将侧壁材料压入齿形变形区；再通过齿宽尺寸的不断增大，挤压齿形侧面和齿形底面，使材料从圆角两侧流向圆角处，从而实现齿形填充性的改善。
本发明涉及一种通过上述方法制备得到的离合器毂体，为具有侧壁齿形的圆筒形结构，其中：毂体的侧壁厚度大于侧壁齿形的厚度。
技术效果
与现有技术相比，本发明采用变截面凹模渐进式拉挤，通过凹模一次进给，实现离合器毂体的成形。不仅有效提高了成形效率，同时提高了齿形的填充性，改善了产品成形质量。
附图说明
图1为离合器毂体零件形状尺寸示意图；
图中：图1a为侧视图，图1b为主视图；
图2为图1b局部放大示意图；
图3为本发明离合器毂体零件立体示意图；
图4为本发明成形装置结构示意图；
图中：上模板1，凹模垫板2、凹模3、导套4、导柱5、下模板6、凸模固定板7、凸模8、筒形件9、螺钉10、定位销钉11；
图5为凸模形状示意图；
图6为凹模形状示意图；
图7为等比例过渡成形方式单个凹模齿形剖视图；
图中：图7a单个齿形装配示意图，图7b为单个齿形侧视图，图7c为对应剖面示意图，图7d为局部俯视图；
图8为等比例过渡成形方式单个齿形成形过程示意图；
图9为高度优先过渡成形方式单个凹模齿形剖视图；
图中：图9a为单个齿形侧视图，图9b为对应剖面示意图，图9c为局部俯视图；
图10为高度优先过渡成形方式单个齿形成形过程示意图。
具体实施方式
如图4～图6所示，本成形装置中上模板1和下模板6通过导套4、导柱5连接，上模板随压力机滑块上下运动；凸模8通过凸模固定板7、定位销钉11、螺钉10固定在下模板6上，凸模8下部为圆柱形基体，上部具有外齿形，为工作区域，其形状与离合器毂体内表面相同；凹模3具有变截面的内腔，通过定位销钉11、螺钉10、凹模垫板2与上模板1相连，凹模3分为上、中、下三部分，下部为坯料定位整形区，上部为齿形精整区，中部为齿形成形区；所述的凹模3根据过渡区的不同，对应两种不同的成形方式。
上述装置通过以下方式进行离合器毂体成形处理：上模板1在初始化时上移至最高点，凹模3和凸模8分离；将筒形件9至于凸模8上，凹模3按一定速度下行。首先，凹模3下部与坯料接触，实现坯料预整形；凹模3继续下行，中部成形区作用于坯料侧壁，圆柱形侧壁逐渐成形为内外齿形；凹模3继续下行，齿形精整区对成形后的齿形精整，提高齿形表面质量和尺寸精度；当齿形精整区完全通过坯料时，上模板1带动凹模3上行至最高点，凹模3与凸模8分离；此时筒形件9通过渐进式拉挤，成形为具有内外齿形的离合器毂体。
所述的凹模3中部具有两种过渡方式，对应两种不同的成形过程：
对于等比例过渡成形方式，如图7a～7d所示，下部为定位整形区，高度约等于坯料侧壁高度；上部为齿形精整区，高度约为离合器毂体侧壁高度的2倍；齿形过渡区高度约为离合器毂体侧壁高度的2倍，在过渡过程中，凹模内齿形状保持不变且尺寸按比例增大。其成形过程如图8所示，在凹模3下行过程中，坯料侧壁外表面始终贴合凹模内腔，随着凹模逐渐下行，通过弯曲和挤压坯料侧壁材料，侧壁内表面逐渐与凸模贴合，实现内齿成形。在整个成形过程中，坯料侧壁外表面与凹模内壁未曾分离，从而实现齿形填充性的改善。
对于高度优先过渡成形方式，如图9a～9c所示，下部为定位整形区，高度约等于坯料侧壁高度；上部为齿形精整区，高度约为离合器毂体侧壁高度的2倍；齿形过渡区高度约为离合器毂体侧壁高度的2倍，在第一个高度区域内，齿形的高度先达到精整区齿形高度，在第二个高度区域内，齿宽大小再达到精整区齿形宽度。
其成形过程如图10所示，在凹模3下行过程中，内齿形通过弯曲将侧壁材料压入齿形变形区；凹模3继续下行，内齿宽尺寸逐渐增大，挤压齿形侧面和齿形底面，使材料从圆角两侧流向圆角处，从而实现齿形填充性的改善。
如图1～图3所示，上述装置制备得到的离合器毂体为壳体类零件，侧壁具有齿形，且最小齿形圆角半径小于1.0mm。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

Claims (7)

1.一种离合器毂体渐进式拉挤成形装置，其特征在于，包括：位于底部的凸模部分和对应位于顶部并与压力机相连的凹模部分，其中：凹模部分包括具有变截面内腔的凹模，通过将拉深后的筒形件置于凸模部分，并由压力机驱动凹模部分下行，以一次动作实现齿形成形；
所述的变截面内腔包括：上、中、下三个部分，其中：下部为用于坯料定位及整形的定位整形区，呈圆柱形，其直径与坯料外径相等；上部为用于齿面整形，提高表面质量和尺寸精度的齿形精整区，其轮廓与离合器毂体外齿形面完全相同；中部为用于圆柱形定位整形区与齿形精整区的过渡连接的成形过渡区。
2.根据权利要求1所述的渐进式拉挤成形装置，其特征是，所述的成形过渡区采用以下任意一种结构：
a.等比例过渡结构，即齿形形状保持不变且尺寸按比例增大；
b.高度优先过渡结构，在保证凹模齿形强度的情况下，齿形的高度优先达到精整区齿形高度，齿宽大小再达到精整区齿宽大小。
3.根据权利要求1所述的渐进式拉挤成形装置，其特征是，所述的凸模部分包括下部为圆柱形基体的凸模，该凸模的上部工作区域与目标零件离合器毂体的内齿面完全相同，侧壁工作区域的高度不小于离合器毂体侧壁高度的两倍。
4.根据权利要求1所述的渐进式拉挤成形装置，其特征是，所述的上模部分和下模部分通过导柱导套实现滑动配合连接。
5.一种根据上述任一权利要求所述渐进式拉挤成形装置的渐进式拉挤成形方法，其特征在于，在初始化阶段上模部分随压力机运行至上限位置且凸、凹模处于分离状态，然后将拉深后的筒形件置于凸模上并启动压力机下行，当同时带动凹模下行时通过一次成型的方式完成离合器毂体的渐进式拉挤成形。
6.根据权利要求5所述的的成形方法，其特征是，所述的一次成型，根据不同结构的成型过渡区，其对应的应变速率应控制在10-4～10-3。
7.一种通过权利要求1～4所述装置或权利要求5～6所述方法制备得到的离合器毂体，其特征在于，为具有侧壁齿形的圆筒形结构，其中：毂体的侧壁厚度大于侧壁齿形的厚度。
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