CN110732581A - 一种带散热片的减震壳体整体旋压成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带散热片的减震壳体整体旋压成型方法，解决了现有技术中设有散热片或者焊接散热片的减震壳体散热效果不佳的问题。本发明通过激光下料、铲旋内筒、旋压散热槽、铲旋外筒和机加工五个工序，完成带有散热片的减震壳体的一体成型制造生产。其中不同的位置排布，操作顺序以及控制参数对整个产品的加工都具有关键性的作用。本发明采用旋压成型实现散热片与减震壳体的一体成型加工，力学性能分布均匀，产品的动平衡佳，提高了减震壳体的生产质量，延长了其使用寿命，符合市场需求，具有较高的推广价值。

Description

一种带散热片的减震壳体整体旋压成型方法

技术领域

本发明涉及减震壳体加工技术领域，特别是指一种带散热片的减震壳体整体旋压成型方法。

背景技术

为了消减曲轴的扭转振动，提高曲轴的疲劳寿命，减少整车的振动和噪音，现代的汽车都会在发动机扭振振幅最大的曲轴前端安装曲轴扭振减震器。根据降低扭振方式的不同，可分为动力式、阻尼式和复合式三种，而曲轴硅油减震器就属于阻尼减震器的一种。这种硅油减震器需要良好的密封和较大的惯性体，才能保证工作可靠，达到良好的使用要求，适用于大中型船用发动机及汽车（重型车，轻型车，赛车，工程机械车等）发动机上。

常规的硅油减震器壳体底板位置后续都需要焊接散热片来保证减震器的使用工况，焊接后壳体和散热片之间有间隙影响散热效果。

整体铸造易产生缩孔、缩松等，其机械性能无法保证，密封性也很难满足要求；锻造机加工存在材料利用率较低，机加工余量大，金属流线被切断，零件的抗腐蚀性能低等缺陷。拼焊时由于焊接区的化学成分分布不均匀，从而导致力学性能分布不均匀，产品的动平衡差，其寿命及动态特性会受到很大的影响，易出现多种质量问题，其寿命及动态特性会受到很大的影响，易出现多种质量问题。因此需要开发一种新的加工方式，实现散热片与减震壳体一体成型生产。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种带散热片的减震壳体整体旋压成型方法，解决了现有技术中设有散热片或者焊接散热片的减震壳体散热效果不佳的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种带散热片的减震壳体整体旋压成型方法，步骤如下：

S1：激光下料：采用8～10mm厚的热轧厚钢板，对板材进行剪切落料获得圆形板料及中心孔；

S2：铲旋内筒：在数控旋压机上安装上下模具Ⅰ及两个铲旋轮Ⅰ，控制上下模具Ⅰ转速为300～400rpm，利用铲旋轮Ⅰ同时对圆形板料进行铲旋操作，在圆形板料上形成凸台，控制两个铲旋轮Ⅰ进给速度为3.0～4.0mm/s，进给率为0.5～0.8mm/r，铲旋深度为1.5～3.4mm，切入速度为1.0mm/s；

S3：旋压散热槽：在数控旋压机上安装上下模具Ⅱ及两个铲旋轮Ⅱ，控制上下模具Ⅱ转速为500rpm，利用两个铲旋轮Ⅱ同时向下压紧对圆形板料进行旋压操作，在平面上旋压出槽型，控制铲旋轮Ⅱ进给率为0.5～0.8mm/r，压入深度0.5～3mm；

S4：铲旋外筒：在数控旋压机上安装上下模具Ⅲ及旋平轮，控制上下模具转速为350rpm，利用翻边轮对圆形板料进行翻边处理，利用旋平轮进行旋压处理，以在圆形板料上形成与内筒同心的外筒，翻边轮轴向进给速度为2.0～3.0mm/s，进给率为0.40～0.60mm/r，径向进给速度为1.0～1.5mm/s、进给率为0.20～0.40mm/r，旋平轮的径向进给速度为0.8～1.2mm/s，进给率为0.16～0.24mm/r；

S5：机加工：对步骤S4形成的半成品的端面钻安装孔，在车床上对壳体局部进行车加工，制备出成品。

步骤S2铲旋内筒的具体方法如下：

1、将上下模具Ⅰ的上模具和下模具分别安装到旋压机的通用模具位置上；

2、将铲旋轮Ⅰ分别安装在旋压机的两个旋压滚轮架上，并调整好两个铲旋轮Ⅰ的位置，使其位于圆形板料两侧，且两个铲旋轮Ⅰ的连接线与圆形板料中心孔的中心位于同一直线，同时两个铲旋轮Ⅰ的轮轴线与上下模具Ⅰ的中心轴线呈45°夹角；

3、将步骤S1获得的带中孔的圆形板料放入下模具的定位槽中；

4、将铲旋轮Ⅰ移动到圆形板料的初始铲旋位置，进行端面切入操作，启动旋压机，上下模具Ⅰ合模，控制上下模具Ⅰ转动速度为300～400rmp，铲旋轮Ⅰ的进给速度同步控制为3.0～4.0mm/s，进给率0.6～0.8mm/r，铲旋深度为1.5～3.4mm，然后将铲旋轮Ⅰ向下位置锁定，铲旋轮Ⅰ切入速度为0.8mm/s，随着模具带动圆形板料转动，铲旋轮Ⅰ对圆形板料在轴向施加压力同时作径向进给运动，由于铲旋轮Ⅰ与圆形板料产生相对转动，两个铲旋轮Ⅰ逐渐切入圆形板料中使得部分板料逐渐剥离，同时产生局部连续的塑性变形，随着铲旋轮Ⅰ在径向的进给，铲旋轮Ⅰ前端的板料堆积越来越多，逐渐向高度方向转移，在接触到上模具后，在上模具和铲旋轮Ⅰ的共同作用下形成凸台。

步骤S3旋压散热槽的具体方法如下：

1、将上下模具Ⅱ的上模具和下模具分别安装到旋压机的通用模具位置上；

2、将两个铲旋轮Ⅱ分别安装在旋压机的两个旋压滚轮架上，并调整好两个铲旋轮Ⅱ的位置，使其位于圆形板料两侧，且两个铲旋轮Ⅱ的中心连接线与圆形板料中心孔的中心位于同一直线；

3、将步骤S2获得的毛坯板料放入下模具的定位槽内；

4、将铲旋轮Ⅱ移动到毛坯板料的初始铲旋位置，进行端面切入操作；启动旋压机，上下模具Ⅱ合模，控制上下模具Ⅱ转动速度为600～800rmp，铲旋轮Ⅱ的进给速度同步控制为3.0～4.0mm/s，进给率0.6～0.8mm/r，旋入深度为1～3.4mm，随着模具带动圆形板料转动，铲旋轮Ⅱ对毛坯板料在轴向施加压力同时作径向进给运动，由于铲旋轮Ⅱ与毛坯板料产生相对转动，两个铲旋轮Ⅱ逐渐切入毛坯板料中使得毛坯板料压出槽型，同时产生局部连续的塑性变形，随着铲旋轮Ⅱ在径向的进给，挤压出规定长度和高度的槽型。

步骤S4铲旋外筒的具体方法如下：

1、将上下模具Ⅲ的上模具和下模具分别安装到旋压机的通用模具位置上；

2、将翻边轮和旋平轮安装到数控旋压机的旋压滚轮架上，其中翻边轮与旋平轮对称分布在上下模具两侧，所述翻边轮的轴线与上下模具Ⅲ的中心轴线呈45°夹角，所述旋轮轴向与上下模具Ⅲ的中心轴线平行；

3、将步骤S3获得的半成品送料到上下模具Ⅲ的下模具上，启动翻边轮翻边；

4、启动旋平轮对翻边后的板料进行旋平处理，控制上下模具Ⅲ的转速为350rpm，旋平轮的径向进给速度为0.8～1.2mm/s，进给率为0.16～0.24mm/r，通过旋平轮实现对外筒外表面的压平处理，并保证外筒上下各部厚度均匀。

本发明通过激光下料、铲旋内筒、旋压散热槽、铲旋外筒和机加工五个工序，完成带有散热片的减震壳体的一体成型制造生产。其中不同的位置排布，操作顺序以及控制参数对整个产品的加工都具有关键性的作用：对于铲旋增厚工艺，两个铲旋轮对称设置在板料两侧进行铲旋，且控制两个铲旋轮的速度一样，避免了板料单侧受力造成受力不均，引起板料抖动从而造成金属流动紊乱。采用双面均匀受力使得铲旋过程中稳定性提高，避免局部加载造成金属紊乱，提高工件质量，同时控制两个铲旋轮进给速度以及进给率，确保内筒生长过程稳定，保证厚度上下均匀，且高度达到工件要求，提高工件表面精度。本发明采用旋压成型实现散热片与减震壳体的一体成型加工，力学性能分布均匀，产品的动平衡佳，提高了减震壳体的生产质量，延长了其使用寿命，符合市场需求，具有较高的推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例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为落料工序得到的带中心孔圆形板料结构示意图；

图2为铲旋内筒工序制得的内筒型圆形板料示意图；

图3为旋压散热槽工序制得的散热槽圆形板料示意图；

图4为铲旋外筒工序制得的外筒圆形板料示意图；

图5为机加工工序制得的减震器壳体成品的结构示意图；

图6为本发明铲旋内筒工序的模具装配示意图；

图7为本发明旋压散热槽工序的模具装配示意图；

图8为本发明旋压外筒工序的模具装配示意图。

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付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。

实施例1，一种带散热片的减震壳体整体旋压成型方法，步骤如下：S1：激光下料：采用8～10mm厚的热轧厚钢板，热轧厚钢板的厚度根据使用型号不同，采用不同厚度，然后对板材进行激光剪切获得圆形板料，然后落料获得中心孔，形成带有中心孔的圆形板料1，如图1所示，；

S2：铲旋内筒：在数控旋压机上安装上下模具Ⅰ及两个铲旋轮Ⅰ2，即第一铲旋轮和第二铲旋轮，铲旋轮Ⅰ2的刀刃刃角半径优选为2.0mm，控制上下模具Ⅰ转速为300～400rpm，利用第一铲旋轮和第二铲旋轮同时对圆形板料进行铲旋操作，在圆形板料1上形成凸台，控制铲旋轮Ⅰ的第一铲旋轮和第二铲旋轮进给速度为3.0～4.0mm/s，进给率为0.5～0.8mm/r，铲旋深度为1.5～3.4mm，切入速度为1.0mm/s；形成内筒型圆形板料4，如图2所示；

S3：旋压散热槽：在数控旋压机上安装上下模具Ⅱ及两个铲旋轮Ⅱ3，即第一铲旋轮和第二铲旋轮，铲旋轮Ⅱ3的刀刃刃角半径为4.0mm~5mm；控制上下模具Ⅱ转速为500rpm，利用铲旋轮Ⅱ3的第一铲旋轮和第二铲旋轮同时向下压紧对圆形板料进行旋压操作，在平面上旋压出槽型，控制第一铲旋轮和第二铲旋轮进给率为0.5～0.8mm/r，压入深度0.5～3mm；形成散热槽圆形板料5，如图3所示；

S4：铲旋外筒：在数控旋压机上安装上下模具Ⅲ及旋平轮，控制上下模具转速为350rpm，利用翻边轮对圆形板料进行翻边处理，利用旋平轮进行旋压处理，以在圆形板料上形成与内筒同心的外筒，翻边轮轴向进给速度为2.0～3.0mm/s，进给率为0.40～0.60mm/r，径向进给速度为1.0～1.5mm/s、进给率为0.20～0.40mm/r，旋平轮的径向进给速度为0.8～1.2mm/s，进给率为0.16～0.24mm/r；形成外筒圆形板料6，如图4所示；

S5：机加工：对步骤S4形成的半成品（外筒圆形板料6）的端面钻安装孔，在车床上对壳体局部进行车加工，制备出成品7，如图5所示。

进一步，如图6所示，步骤S2铲旋内筒的具体方法如下：

1、将上下模具Ⅰ的上模具8和下模具9分别安装到旋压机的通用模具位置上；上模具8和下模具9配合加紧带有中心孔的圆形板料1；

2、将铲旋轮Ⅰ2的第一铲旋轮和第二铲旋轮分别安装在旋压机的两个旋压滚轮架上，并调整好铲旋轮Ⅰ2的第一铲旋轮和第二铲旋轮的位置，使其位于圆形板料两侧，且两个铲旋轮Ⅰ的连接线与圆形板料中心孔的中心位于同一直线，同时两个铲旋轮的轮轴线与上下模具Ⅰ的中心轴线呈45°夹角；

3、将步骤S1获得的带中孔的圆形板料1放入下模具9的定位槽中；

4、将铲旋轮Ⅰ2的第一铲旋轮和第二铲旋轮移动到圆形板料1的初始铲旋位置，进行端面切入操作，启动旋压机，上模具8和下模具9合模，控制上模具8和下模具9转动速度为300～400rmp，第一铲旋轮和第二铲旋轮的进给速度同步控制为3.0～4.0mm/s，进给率0.6～0.8mm/r，铲旋深度为1.5～3.4mm，然后将铲旋轮Ⅰ向下位置锁定，不让其进行向下运动，调节铲旋轮Ⅰ切入速度为0.8mm/s，随着模具带动圆形板料转动，铲旋轮对圆形板料在轴向施加压力同时作径向进给运动，由于铲旋轮与圆形板料产生相对转动，两个铲旋轮逐渐切入圆形板料中使得部分板料逐渐剥离，同时产生局部连续的塑性变形，随着铲旋轮在径向的进给，铲旋轮前端的板料堆积越来越多，逐渐向高度方向转移，在接触到上模具后，在上模具和铲旋轮的共同作用下形成凸台。

进一步，如图7所示，步骤S3旋压散热槽的具体方法如下：

1、将上下模具Ⅱ的上模具10和下模具11分别安装到旋压机的通用模具位置上；上模具10和下模具11用于固定内筒型圆形板料4；

2、将两个铲旋轮Ⅱ的第一铲旋轮及第二铲旋轮分别安装在旋压机的两个旋压滚轮架上，并调整好两个铲旋轮Ⅱ的位置，使其位于圆形板料两侧，且两个铲旋轮的中心连接线与圆形板料中心孔的中心位于同一直线；

3、将步骤S2获得的毛坯板料（内筒型圆形板料4）放入下模具11的定位槽内，定位并固定；

4、将铲旋轮Ⅱ的第一铲旋轮及第二铲旋轮移动到毛坯板料的初始铲旋位置，进行端面切入操作；启动旋压机，上模具10和下模具11合模，控制上下模具Ⅱ的上模具10和下模具11的转动速度为600～800rmp，第一铲旋轮和第二铲旋轮的进给速度同步控制为3.0～4.0mm/s，进给率0.6～0.8mm/r，旋入深度为1～3.4mm，随着模具带动圆形板料转动，铲旋轮对毛坯板料（内筒型圆形板料4）在轴向施加压力同时作径向进给运动，由于铲旋轮与毛坯板料产生相对转动，两个铲旋轮逐渐切入毛坯板料中使得毛坯板料压出槽型，同时产生局部连续的塑性变形，随着铲旋轮在径向的进给，挤压出规定长度和高度的槽型，得到散热槽圆形板料5。

进一步，如图8所示，步骤S4铲旋外筒的具体方法如下：

1、将上下模具Ⅲ的上模具12和下模具13分别安装到旋压机的通用模具位置上；上模具12和下模具13配合用于定位、固定散热槽圆形板料5；

2、将翻边轮14和旋平轮15安装到数控旋压机的旋压滚轮架上，其中翻边轮14与旋平轮15对称分布在上下模具Ⅲ两侧，所述翻边轮的轴线与上下模具Ⅲ的中心轴线呈45°夹角，所述旋轮轴向与上下模具Ⅲ的中心轴线平行；

3、将步骤S3获得的半成品（散热槽圆形板料5）送料到上下模具Ⅲ的下模具13上，进行定位，启动翻边轮14翻边，翻边轮的刀刃刃角半径优选为8~10mm；

4、启动旋平轮15对翻边后的板料进行旋平处理，控制上下模具Ⅲ的转速为350rpm，旋平轮的径向进给速度为0.8～1.2mm/s，进给率为0.16～0.24mm/r，通过旋平轮实现对外筒外表面的压平处理，并保证外筒上下各部厚度均匀，得到外筒圆形板料6。然后进行进一步加工，形成成品7。

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 (4)

1.一种带散热片的减震壳体整体旋压成型方法，其特征在于：步骤如下：

S1：激光下料：采用8～10mm厚的热轧厚钢板，对板材进行剪切落料获得圆形板料及中心孔；

S2：铲旋内筒：在数控旋压机上安装上下模具Ⅰ及两个铲旋轮Ⅰ，控制上下模具Ⅰ转速为300～400rpm，利用两个铲旋轮Ⅰ同时对圆形板料进行铲旋操作，在圆形板料上形成凸台，控制两个铲旋轮Ⅰ进给速度为3.0～4.0mm/s，进给率为0.5～0.8mm/r，铲旋深度为1.5～3.4mm，切入速度为1.0mm/s；

S3：旋压散热槽：在数控旋压机上安装上下模具Ⅱ及两个铲旋轮Ⅱ，控制上下模具Ⅱ转速为500rpm，利用铲旋轮Ⅱ同时向下压紧对圆形板料进行旋压操作，在平面上旋压出槽型，控制两个铲旋轮Ⅱ进给率为0.5～0.8mm/r，压入深度为0.5～3mm；

S4：铲旋外筒：在数控旋压机上安装上下模具Ⅲ及旋平轮，控制上下模具转速为350rpm，利用翻边轮对圆形板料进行翻边处理，利用旋平轮进行旋压处理，以在圆形板料上形成与内筒同心的外筒，翻边轮轴向进给速度为2.0～3.0mm/s，进给率为0.40～0.60mm/r，径向进给速度为1.0～1.5mm/s、进给率为0.20～0.40mm/r，旋平轮的径向进给速度为0.8～1.2mm/s，进给率为0.16～0.24mm/r；

S5：机加工：对步骤S4形成的半成品的端面钻安装孔，在车床上对壳体局部进行车加工，制备出成品。

2.根据权利要求1所述的带散热片的减震壳体整体旋压成型方法，其特征在于：步骤S2铲旋内筒的具体方法如下：

1、将上下模具Ⅰ的上模具和下模具分别安装到旋压机的通用模具位置上；

2、将两个铲旋轮Ⅰ分别安装在旋压机的两个旋压滚轮架上，并调整好两个铲旋轮Ⅰ的位置，使其位于圆形板料两侧，且两个铲旋轮Ⅰ的连接线与圆形板料中心孔的中心位于同一直线，同时两个铲旋轮Ⅰ的轮轴线与上下模具Ⅰ的中心轴线呈45°夹角；

3、将步骤S1获得的带中孔的圆形板料放入下模具的定位槽中；

4、将铲旋轮Ⅰ移动到圆形板料的初始铲旋位置，进行端面切入操作，启动旋压机，上下模具Ⅰ合模，控制上下模具Ⅰ转动速度为300～400rmp，铲旋轮Ⅰ的进给速度同步控制为3.0～4.0mm/s，进给率0.6～0.8mm/r，铲旋深度为1.5～3.4mm，然后将铲旋轮Ⅰ向下位置锁定，铲旋轮Ⅰ切入速度为0.8mm/s，随着模具带动圆形板料转动，铲旋轮Ⅰ对圆形板料在轴向施加压力同时作径向进给运动，由于铲旋轮Ⅰ与圆形板料产生相对转动，两个铲旋轮Ⅰ逐渐切入圆形板料中使得部分板料逐渐剥离，同时产生局部连续的塑性变形，随着铲旋轮Ⅰ在径向的进给，铲旋轮Ⅰ前端的板料堆积越来越多，逐渐向高度方向转移，在接触到上模具后，在上模具和铲旋轮Ⅰ的共同作用下形成凸台。

3.根据权利要求1所述的带散热片的减震壳体整体旋压成型方法，其特征在于：步骤S3旋压散热槽的具体方法如下：

1、将上下模具Ⅱ的上模具和下模具分别安装到旋压机的通用模具位置上；

2、将两个铲旋轮Ⅱ分别安装在旋压机的两个旋压滚轮架上，并调整好两个铲旋轮Ⅱ的位置，使其位于圆形板料两侧，且两个铲旋轮Ⅱ的中心连接线与圆形板料中心孔的中心位于同一直线；

3、将步骤S2获得的毛坯板料放入下模具的定位槽内；

4、将铲旋轮Ⅱ移动到毛坯板料的初始铲旋位置，进行端面切入操作；启动旋压机，上下模具Ⅱ合模，控制上下模具Ⅱ转动速度为600～800rmp，铲旋轮Ⅱ的进给速度同步控制为3.0～4.0mm/s，进给率0.6～0.8mm/r，旋入深度为1～3.4mm，随着模具带动圆形板料转动，铲旋轮Ⅱ对毛坯板料在轴向施加压力同时作径向进给运动，由于铲旋轮Ⅱ与毛坯板料产生相对转动，两个铲旋轮Ⅱ逐渐切入毛坯板料中使得毛坯板料压出槽型，同时产生局部连续的塑性变形，随着铲旋轮Ⅱ在径向的进给，挤压出规定长度和高度的槽型。

4.根据权利要求1所述的带散热片的减震壳体整体旋压成型方法，其特征在于：步骤S4铲旋外筒的具体方法如下：

1、将上下模具Ⅲ的上模具和下模具分别安装到旋压机的通用模具位置上；

2、将翻边轮和旋平轮安装到数控旋压机的旋压滚轮架上，其中翻边轮与旋平轮对称分布在上下模具两侧，所述翻边轮的轴线与上下模具Ⅲ的中心轴线呈45°夹角，所述旋轮轴向与上下模具Ⅲ的中心轴线平行；

3、将步骤S3获得的半成品送料到上下模具Ⅲ的下模具上，启动翻边轮进行翻边；

4、启动旋平轮对翻边后的板料进行旋平处理，控制上下模具Ⅲ的转速为350rpm，旋平轮的径向进给速度为0.8～1.2mm/s，进给率为0.16～0.24mm/r，通过旋平轮实现对外筒外表面的压平处理，并保证外筒上下各部厚度均匀。

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