CN110238273A - 一种车用安全带轴的制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车用安全带轴的制造工艺，包括以下步骤：下料；头部预成型：在凹头冲模和皿头主模的共同作用下进行冲击；头部成型：在冲模和主模的共同作用下再次进行冲击，完成产品的头部的成型；杆部缩径：在冲模、推管以及封闭束扁主模的共同作用下进行冲击，形成产品的杆部；法兰成型：在扁孔冲模和凹环主模的共同作用下进行冲击，形成产品的法兰部分；冲击内孔：在扁孔冲模、活动内主模以及挤孔棒的共同作用下进行冲击，在产品的杆部形成内孔；外形切边：在镀钛切边模和凹头内主模的共同作用下进行冲击，在产品的法兰部分形成缺口。通过上述制造工艺成型制得的产品表面粗糙度大大降低，可以降低甚至避免安全带在使用过程中发生顿挫的现象。

Description

一种车用安全带轴的制造工艺
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，特别是涉及一种车用安全带轴的制造工艺。
背景技术
车用安全带轴以及其配套的缓冲块主要是在汽车出事故的过程中控制安全带的锁紧，同时当力量快要超过人体所能接受的极限时，其配套件缓冲块发生旋转，以此来减少人体所受到的冲击力。
传统的车用安全带轴制造工艺使用棒料作为原材料，一般通过使用车加工制造出外形，如图1所示；再通过使用铣加工制造出头部一字形状，如图2所示；通过使用车床钻出六角内孔，如图3所示。传统的车用安全带轴制造工艺制造的产品加工速度慢、效率低不利于满足日益增长的车辆需求，且制造出来的产品表面粗糙、光洁度较差，容易造成安全带在使用中发生顿挫的现象，影响安全带的使用。传统的车用安全带轴制造工艺中需要使用切削液，其属于危险废弃物，容易对环境造成影响。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种车用安全带轴的制造工艺，能够降低车用安全带轴的表面粗糙度。
为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种车用安全带轴的制造工艺，包括以下步骤：
下料：按工艺要求使用剪模和剪刀将原料切断，形成小段材料；
头部预成型：在成型力的作用下，切断后的小段材料的一端进入皿头主模，在凹头冲模和皿头主模的共同作用下进行冲击，初步形成产品的头部；
头部成型：在成型力的作用下，在头部预成型后将产品的头部进入主模，在冲模和主模的共同作用下再次进行冲击，完成产品的头部的成型；
杆部缩径：将产品旋转180°，在成型力的作用下，切断后的小段材料的另一端进入封闭束扁主模，在冲模、推管以及封闭束扁主模的共同作用下进行冲击，形成产品的杆部；
法兰成型：将产品旋转180°，在成型力的作用下，产品进入凹环主模，在扁孔冲模和凹环主模的共同作用下进行冲击，形成产品的法兰部分；
冲击内孔：在成型力的作用下，产品进入活动内主模，在扁孔冲模、活动内主模以及挤孔棒的共同作用下进行冲击，在产品的杆部形成内孔；
外形切边：在成型力的作用下，产品进入凹头内主模，在镀钛切边模和凹头内主模的共同作用下进行冲击，在产品的法兰部分形成缺口，完成产品的切边。
优选的，所有的制造步骤均在常温、气压为0.3MPa～0.7MPa的状态下完成。
优选的，在制造过程中，通过夹钳将产品平移传送到下一个步骤中。
优选的，在传送到下一步骤之前在产品表面加有润滑油。
优选的，成型力在头部预成型、头部成型与杆部缩径步骤中逐渐增大，成型力在杆部缩径、法兰成型、冲击内孔与外形切边步骤中逐渐减小。
优选的，头部预成型步骤中的成型力为25T～35T，头部成型步骤中的成型力为40T～50T，杆部缩径步骤中的成型力为65T～75T，法兰成型步骤中的成型力为45T～55T，冲击内孔步骤中的成型力为30T～40T，外形切边步骤中的成型力为15T～25T。
优选的，冲击内孔步骤中挤孔棒为镀钛六角头扁杆挤孔棒。
优选的，外形切边步骤中缺口的深度为法兰宽度的3/4～4/5。
优选的，所述推管和挤孔棒的表面均设置有镀层，且镀层的材质为钛。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列有益效果：
提供了一种车用安全带轴的制造工艺，通过该制造工艺成型制得的产品表面粗糙度大大降低，由原有的Ra3.2以下提高到Ra1.6以下，可以降低甚至避免安全带在使用过程中发生顿挫的现象，从而避免影响安全带的使用。在该制造工艺中无切削，只需用到润滑油，无需使用切削液，避免造成环境污染。
附图说明
图1是传统的制造工艺使用车加工制造出的产品的示意图。
图2是传统的制造工艺使用铣加工制造出的产品头部的示意图。
图3是传统的制造工艺使用车加工制造出的产品内孔的示意图。
图4是本发明的制造工艺中下料后产品的示意图。
图5是本发明的制造工艺中头部预成型后产品的示意图。
图6是本发明的制造工艺中头部成型后产品的示意图。
图7是本发明的制造工艺中杆部缩径后产品的示意图。
图8是本发明的制造工艺中法兰成型后产品的示意图。
图9是本发明的制造工艺中法兰成型后产品的仰视图。
图10是本发明的制造工艺中冲击内孔后产品的示意图。
图11是本发明的制造工艺中冲击内孔后产品的仰视图。
图12是本发明的制造工艺中外形切边后产品的示意图。
图13是本发明的制造工艺中外形切边后产品的仰视图。
附图标记说明：
头部1、杆部2、法兰3、内孔4、缺口5。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
一种车用安全带轴的制造工艺，包括以下步骤：
下料：按工艺要求使用剪模和剪刀将原料切断，形成小段材料，如图4所示。原料本身为一整个的圆柱棒，其在制造过程中，剪模静止，剪刀相对于剪模进行往返运动。切断好的产品通过夹钳平移传送到下道工序。
为了加强产品表面的润滑，在传送到下一步骤之前在产品表面加有润滑油，通过在在产品表面加有润滑油减少产品在成型过程中受到的摩擦，降低产品的磨损。
头部预成型：在25T～35T成型力的作用下，切断后的小段材料的一端进入皿头主模，在凹头冲模和皿头主模的共同作用下进行冲击，初步形成产品的头部1，如图5所示。其中，凹头冲模和皿头主模的型号可以选为511凹头冲模和411A皿头主模。
由于在杆部缩径步骤中，需要产品原料有一个较大的直径，而直接将这么大的直径成型为产品的头部，其变形量比较大。所以增加一个预成型的步骤，减轻后道工序的变形压力。成型时，切断后的小段材料先进入411A皿头主模，而后511凹头冲模和411A皿头主模从两个方向对其进行冲击运动。在成型力的作用下，使切断后的小段材料的一端产生塑型变形，达到产品的头部成型的效果。完成头部预成型的产品通过夹钳平移传送到下道成型工序。为了加强产品表面的润滑，在传送到下一步骤之前在产品表面加有润滑油，通过在在产品表面加有润滑油减少产品在成型过程中受到的摩擦，降低产品的磨损。
头部成型：在40T～50T成型力的作用下，产品的头部进入主模，在冲模和主模的共同作用下再次进行冲击，完成产品的头部1的成型，如图6所示。其中，冲模和主模的型号可以选为512冲模和412A主模。
为了减轻产品受到的变形压力，将头部成型分为两步，在预成型后再进行头部成型。成型时，预成型后的产品先进入412A主模，而512冲模和412A主模从两个方向对其进行冲击运动。在成型力的作用下，使产品头部产生塑型变形，达到成型的效果。完成头部成型的产品通过夹钳平移传送到下道成型工序。为了加强产品表面的润滑，在传送到下一步骤之前在产品表面加有润滑油，通过在在产品表面加有润滑油减少产品在成型过程中受到的摩擦，降低产品的磨损。
杆部缩径：将产品旋转180°，在65T～75T成型力的作用下，切断后的小段材料的另一端进入封闭束扁主模，在冲模、推管以及封闭束扁主模的共同作用下进行冲击，形成产品的杆部2，如图7所示。其中，冲模和封闭束扁主模的型号可以选为513冲模和413A封闭束扁主模。为了增强推管的刚硬度，可以在推管表面设置材质为钛的镀层，即推管为镀钛推管。
为了达到工艺要求的杆部形状以及相对应的精度尺寸，需要对杆部进行缩径，即减小杆部的直径。杆部缩径摒弃了原有制造工艺中铣加工方法，避免铣加工产生的加工时间长的缺点，提高了制造加工效率。成型时，产品先进入413A封闭束扁主模，而后513冲模以及173镀钛推管同时对其进行冲击运动。在力的作用下，使其杆部产生塑型变形，达到成型的效果。完成杆部缩径的产品通过夹钳平移传送到下道成型工序。为了加强产品表面的润滑，在传送到下一步骤之前在产品表面加有润滑油，通过在在产品表面加有润滑油减少产品在成型过程中受到的摩擦，降低产品的磨损。
法兰成型：将产品旋转180°，在45T～55T成型力的作用下，产品进入凹环主模，在扁孔冲模和凹环主模的共同作用下进行冲击，形成产品的法兰3部分，如图8和图9所示。其中，扁孔冲模和凹环主模的型号可以选为514A扁孔冲模和414凹环主模。
法兰成型步骤中摒弃了原有制造工艺中车加工方法，避免车加工产生的加工时间长的缺点，提高了制造加工效率。成型时，产品先进入414凹环主模，而514A扁孔冲模和414凹环主模从两个方向对其进行冲击运动。在成型力的作用下，使产品的头部与杆部的连接处凸出产生塑型变形，达到法兰成型的效果。完成法兰成型的产品通过夹钳平移传送到第下道成型工序。为了加强产品表面的润滑，在传送到下一步骤之前在产品表面加有润滑油，通过在在产品表面加有润滑油减少产品在成型过程中受到的摩擦，降低产品的磨损。
冲击内孔：在30T～40T成型力的作用下，产品进入活动内主模，在扁孔冲模、活动内主模以及挤孔棒的共同作用下进行冲击，在产品的杆部形成内孔4，如图10和图11所示。其中，扁孔冲模和活动内主模的型号可以选为515A扁孔冲模和415B活动内主模。挤孔棒可以选为六角头扁杆挤孔棒，从而形成六角内孔。原本在内孔的产品料在成型过程中会延伸，即将杆部会延长，因此在冲击内孔步骤完成后会延长杆部。为了增强挤孔棒的刚硬度，可以在挤孔棒表面设置材质为钛的镀层，即挤孔棒为镀钛六角头扁杆挤孔棒。
为达到工艺要求的六角内孔、对应位置外圆的形状以及相对应的尺寸精度，冲击内孔步骤中摒弃了原有制造工艺中钻加工方法，避免钻加工产生的加工时间长、加工精度不稳定的缺点，提高了制造加工效率和产品的光洁度，降低产品表面的粗糙度。成型时，产品先进入415B活动内主模，而后515A扁孔冲模对其进行冲击运动。515A扁孔冲模带动产品和415B活动内主模向215镀钛六角头扁杆挤孔棒运动，使215镀钛六角头扁杆挤孔棒挤入产品内，达到产品的杆部内孔成型的效果。完成冲击内孔的产品通过夹钳平移传送到第下道成型工序。为了加强产品表面的润滑，在传送到下一步骤之前在产品表面加有润滑油，通过在在产品表面加有润滑油减少产品在成型过程中受到的摩擦，降低产品的磨损。
外形切边：在15T～25T成型力的作用下，产品进入凹头内主模，在镀钛切边模和凹头内主模的共同作用下进行冲击，在产品的法兰部分形成缺口5，完成产品的切边，如图12和图13所示。其中，镀钛切边模和凹头内主模的型号可以选为516B镀钛切边模和416B凹头内主模。
外形切边摒弃了原有制造工艺中铣加工方法，避免铣加工产生的加工时间长的缺点，提高了制造加工效率。切边时，产品先进入416B凹头内主模，而后516B镀钛切边模向416B凹头内主模移动，416B凹头内主模内的推管推动产品向516B镀钛切边模运动，并通过516B镀钛切边模，在法兰部分切除3/4～4/5的产品飞边，即在法兰部分形成两个深度为3/4～4/5法兰宽度的缺口，完成产品的切边。完成的产品落入到输送带上，并通过输送带运送到周转箱。
该车用安全带轴的制造工艺中所有的制造步骤均在常温、气压为0.3MPa～0.7MPa的状态下完成。甚至其在下料后的制造步骤可以在一个设备中完成，如型号为24B6S的冷镦机。在一个设备中完成产品从材料到成品的加工，可以大大提高了产品的制造加工速度，提高产能。
本发明随机选取600个由本发明的制造工艺制得的车用安全带轴产品和400个由现有制造工艺制得的车用安全带轴产品分为五组，前三组每组200个为由本发明的制造工艺制得的车用安全带轴，后两组每组200个为由现有制造工艺制得的车用安全带轴。通过粗糙度检测仪来检测车用安全带轴在室温条件下的表面粗糙度，具体测试结果如表1所示。
表1中的第一组、第二组和第三组的车用安全带轴由本发明的制造工艺制得，第四组和第五组的车用安全带轴由现有的制造工艺制得。在检测过程中记录了每一个车用安全带轴通过粗糙度检测仪检测得出的表面粗糙度，并统计出每一组车用安全带轴的表面粗糙度最大值(Ra(MAX))、表面粗糙度最小值(Ra(MIN))以及表面粗糙度平均值(Ra(AVG))。
表1车用安全带轴在室温条件下的表面粗糙度检测结果
从表1中可以看出，第四组和第五组的车用安全带轴的Ra(MAX)分别为3.20和3.12，第一组、第二组和第三组的车用安全带轴的Ra(MAX)仅仅为1.52、1.60和1.41；第四组和第五组的车用安全带轴的Ra(AVG)分别为2.35和2.24，第一组、第二组和第三组的车用安全带轴的Ra(AVG)仅仅为1.27、1.31和1.20。由此可见，通过本发明的制造工艺制得的车用安全带轴的表面粗糙度最大为1.60um。
从检测结果可以得出，不管是表面粗糙度最大值还是表面粗糙度平均值，由本发明的制造工艺制得的车用安全带轴其值远远小于由现有的制造工艺制得的车用安全带轴，能够有效保证产品表面的光洁度，从而降低甚至避免安全带在使用过程中发生顿挫的现象，减少对安全带使用的影响。
以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种车用安全带轴的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
下料：按工艺要求使用剪模和剪刀将原料切断，形成小段材料；
头部预成型：在成型力的作用下，切断后的小段材料的一端进入皿头主模，在凹头冲模和皿头主模的共同作用下进行冲击，初步形成产品的头部；
头部成型：在成型力的作用下，在头部预成型后将产品的头部进入主模，在冲模和主模的共同作用下再次进行冲击，完成产品的头部的成型；
杆部缩径：将产品旋转180°，在成型力的作用下，切断后的小段材料的另一端进入封闭束扁主模，在冲模、推管以及封闭束扁主模的共同作用下进行冲击，形成产品的杆部；
法兰成型：将产品旋转180°，在成型力的作用下，产品进入凹环主模，在扁孔冲模和凹环主模的共同作用下进行冲击，形成产品的法兰部分；
冲击内孔：在成型力的作用下，产品进入活动内主模，在扁孔冲模、活动内主模以及挤孔棒的共同作用下进行冲击，在产品的杆部形成内孔；
外形切边：在成型力的作用下，产品进入凹头内主模，在镀钛切边模和凹头内主模的共同作用下进行冲击，在产品的法兰部分形成缺口，完成产品的切边。
2.根据权利要求1所述的一种车用安全带轴的制造工艺，其特征在于：所有的制造步骤均在常温、气压为0.3MPa～0.7MPa的状态下完成。
3.根据权利要求1所述的一种车用安全带轴的制造工艺，其特征在于：在制造过程中，通过夹钳将产品平移传送到下一个步骤中。
4.根据权利要求1所述的一种车用安全带轴的制造工艺，其特征在于：在传送到下一步骤之前在产品表面加有润滑油。
5.根据权利要求1所述的一种车用安全带轴的制造工艺，其特征在于：成型力在头部预成型、头部成型与杆部缩径步骤中逐渐增大，成型力在杆部缩径、法兰成型、冲击内孔与外形切边步骤中逐渐减小。
6.根据权利要求1所述的一种车用安全带轴的制造工艺，其特征在于：头部预成型步骤中的成型力为25T～35T，头部成型步骤中的成型力为40T～50T，杆部缩径步骤中的成型力为65T～75T，法兰成型步骤中的成型力为45T～55T，冲击内孔步骤中的成型力为30T～40T，外形切边步骤中的成型力为15T～25T。
7.根据权利要求1所述的一种车用安全带轴的制造工艺，其特征在于：冲击内孔步骤中挤孔棒为镀钛六角头扁杆挤孔棒。
8.根据权利要求1所述的一种车用安全带轴的制造工艺，其特征在于：外形切边步骤中缺口的深度为法兰宽度的3/4～4/5。
9.根据权利要求1所述的一种车用安全带轴的制造工艺，其特征在于：所述推管和挤孔棒的表面均设置有镀层，且镀层的材质为钛。
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