CN114042808B - 一种高精度镀锌皮带轮冲压工艺及皮带轮、冲压系统 - Google Patents

一种高精度镀锌皮带轮冲压工艺及皮带轮、冲压系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种皮带轮的加工方法,尤其涉及一种高精度镀锌皮带轮冲压工艺及皮带轮、冲压系统,所述冲压工艺包括以下步骤:S01,落料;S03,缩径拉伸;S04,下凸缘整型;S05,冲孔;S06,翻直;S07,切边;S08,内孔预翻;S09,上凸缘预整;S10,上凸缘整型;S11,内孔整型。本发明能提供一种工艺流程简单,成本低,耗能低,效率高且仅通过一道冲压工艺即可保证产品表面精度的镀锌皮带轮冲压成型工艺。

Description

一种高精度镀锌皮带轮冲压工艺及皮带轮、冲压系统
技术领域
本发明涉及一种皮带轮的加工方法,尤其涉及一种高精度镀锌皮带轮冲压工艺及皮带轮、冲压系统。
背景技术
现有技术中,双侧对称法兰皮带轮通常是通过精加工半成品钢管件,通过大吨位强力旋压成形。常规工艺一般要经过下料-旋压前车削-旋压-旋压后车削1-旋压后车削2-表面处理才能得到成品,同时在旋压工序前,需要将钢管毛坯进行二道数车加工,钢管毛坯同轴度在0.1mm以内,总高公差在0.2mm以内的圆筒状精加工半成品。
但是,现有技术存在以下不足:其一、由于精度要求高,在关键旋压工序时需要进行四道旋压,而旋压设备吨位大,导致加工过程耗能高,生产节拍慢,降低生产效率;其二、旋压后产品还需要二道车削工序对半成品坯料的飞边及内孔尺寸进行精加工,再对表面进行镀锌,工序复杂,工艺流程长,品质控制成本高,不利于低成本大批量生产;其三、加工过程中需要分别使用到不同的车削以及旋压设备,使用设备多,制造成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种成本低,工序短,效率高的高精度镀锌皮带轮冲压成型工艺。
为达到上述目的,本发明提供了一种高精度镀锌皮带轮冲压工艺,包括以下步骤:
S01,落料:将镀锌钢卷冲压成圆饼状坯料;
S02,正拉伸:将步骤S01的圆饼状坯料的中心向一侧拉伸形成圆筒状;
S03,缩径拉伸:拉伸缩小步骤S02的圆筒状坯料筒径,并预成型倾斜的下凸缘;
S04,下凸缘整型:拉伸步骤S03的圆筒状坯料,对下凸缘进行整型拉伸,形成符合所需尺寸的凸缘倾角;
S05,冲孔:对步骤S04的圆筒状坯料中心进行冲孔,形成内孔;
S06,翻直:将步骤S05的圆筒状坯料进行翻边,将内孔翻直;
S07,切边:将步骤S06的圆筒状坯料的下凸缘进行径向切除,使所述下凸缘达到所需尺寸;
S08,内孔预翻:将步骤S07的圆筒状坯料内孔顶部进行预翻边,预成形上凸缘;
S09,上凸缘预整:将步骤S08的上凸缘拉伸整型,缩小所述上凸缘的倾角;
S10,上凸缘整型:将步骤S09的上凸缘整型,形成符合所需尺寸的凸缘倾角;
S11,内孔整型:将步骤S10的圆筒状坯料的内孔整型拉伸,获得所需尺寸及精度的内孔,上凸缘和下凸缘以及外边缘交接角。
优选的,还包括步骤S12,清洗,对步骤S11的冲压半成品进行清洗,去除表面油脂。
优选的,在步骤S04中,所述下凸缘整型后尺寸大于最终成品所需尺寸。
优选的,所述坯料的外边缘采用圆弧连接。
本发明提供一种高精度镀锌皮带轮,由上述皮带轮冲压工艺制得。
本发明提供一种高精度镀锌皮带轮冲压系统,用于实施上述冲压工艺,包括:
落料机构:用于将镀锌钢卷冲压成圆饼状坯料;
正拉伸机构:用于将圆饼状坯料的中心向一侧拉伸形成圆筒状坯料;
缩径拉伸机构:用于对圆筒状坯料的筒径进行拉伸缩小,预成型倾斜的下凸缘;
下凸缘整型机构:用于对圆筒状坯料进行拉伸,使所述下凸缘形成符合所需尺寸的凸缘倾角;
冲孔机构:用于对圆筒状坯料中心进行冲孔;
翻直机构:用于对圆筒状坯料进行翻边,使内孔翻直;
切边机构:用于对圆筒状坯料的下凸缘进行径向切除,使所述下凸缘达到所需尺寸;
内孔预翻机构:用于对圆筒状坯料的内孔顶部进行预翻边,预成形上凸缘;
上凸缘预整机构:用于对上凸缘进行拉伸整型,缩小所述上凸缘的倾角;
上凸缘整型机构:用于对上凸缘进行二次拉伸整型,形成符合所需尺寸的凸缘倾角;
内孔整型机构:用于对圆筒状坯料的内孔进行整型拉伸,获得所需尺寸及精度的内孔,上凸缘和下凸缘以及外边缘交接角。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
(1)本发明通过冲压技术代替旋压技术,将坯料放入对应的冲压模具中一次加工成型,不需要多次旋压加工和车削工序对皮带轮进行加工成型,即可通过冲压模具保证相关产品的尺寸及精度,使加工过程更加简单,品质管控环节减短,降低人力成本和设备耗能。
(2)本发明通过冲压加工节省了大量运用车削工艺进行精加工的步骤,只需要由一套冲压设备即可完成半成品坯料的加工,简化了工艺流程,提高了生产效率,降低了品质控制成本高和制造设备成本,更加有利于低成本大批量生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。
图1为本发明各步骤加工示意图;
图中:
1、落料;2、正拉伸;3、缩径拉伸;4、下凸缘整型;5、冲孔;6、翻直;7、切边;8、内孔预翻;9、上凸缘预整;10、上凸缘整型;11、内孔整型;12、清洗。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
旋压是将平板或空心坯料固定在旋压机的模具上,在坯料随机床主轴转动的同时,用旋轮或赶棒加压于坯料,使之产生局部的塑性变形。在旋轮的进给运动和坯料的旋转运动共同作用下,使局部的塑性变形逐步地扩展到坯料的全部表面,并紧贴于模具,完成零件的旋压加工。但是旋压只能加工旋转体零件,局限性较大,生产率低,且劳动强度较大,不利于小工件的大批量规模生产。尤其,旋压件的表面精度通常较差,在现有技术中采用旋压加工成型的皮带轮坯料表面精度通常无法达到所需要求,还需要经过多次车削精加工。
本方案为采用冲压加工代替旋压加工,冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力,使之产生塑性变形或分离,从而获得所需形状和尺寸的工件的成形加工方法,由于采用精密模具,工件精度可达微米级。冲压是高效的生产方法,采用复合模,尤其是多工位级进模,可在一台压力机(单工位或多工位的)上完成多道冲压工序,实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高,劳动条件好,生产成本低,一般每分钟可生产数百件。相较于旋压工艺,冲压加工的生产效率高,且操作方便,易于实现机械化与自动化,且一般没有切屑碎料生成,材料的消耗较少。特别的,冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度,一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,尤其适用于需要大批量生产且对尺寸精度有较高要求的产品加工,在保证皮带轮成型精度的前提下,提高效率,降低损耗。
请参考图1,本发明提供了一种高精度镀锌皮带轮冲压工艺,包括以下步骤:
步骤S01,落料:将镀锌钢卷冲压成圆饼状坯料;
步骤S02,正拉伸:将步骤S01的圆饼状坯料中心向上拉伸,形成底部具有凸缘的圆筒状坯料;
步骤S03,缩径拉伸:拉伸步骤S02的圆筒状坯料,使所述圆筒状坯料筒径缩小,坯料筒径尺寸趋于最终成品尺寸,并在所述圆筒状坯料底部预成型倾斜的下凸缘;
步骤S04,下凸缘整型:拉伸步骤S03的圆筒状坯料进行再次整型,同时对下凸缘进行整型拉伸,使所述下凸缘外表面逐渐趋于水平,所述下凸缘与所述圆筒状坯料侧壁之间的倾角符合最终尺寸要求。另外,由于步骤S03预留的下凸缘外缘为初始坯料外缘,未经过车削打磨加工,表面通常具有凹凸不平的毛刺影响坯料表面精度,在本步骤中,所述下凸缘整型后径向尺寸应大于最终成品所需尺寸,预留径向切削量用于切边以保证最终产品的表面精度符合要求;
步骤S05,冲孔:根据所需传动轴的轴径对步骤S04的圆筒状坯料中心进行冲裁,形成符合尺寸的贯通的内孔;
步骤S06,翻直:将步骤S05的圆筒状坯料进行翻边,使所述内孔侧壁翻直,符合精度要求;
步骤S07,切边:将步骤S06的圆筒状坯料的下凸缘侧壁的多余部分以及毛刺切除,切边是利用冲模修边工序件的边缘,使其边缘具有一定高度、直径和形状,让端面平整美观,形成符合要求的直径尺寸和表面精度;
步骤S08,内孔预翻:将步骤S07的圆筒状坯料内孔顶部进行预翻边,翻边指的是在坯料的平面部分或曲面部分上,利用模具的作用,使之沿封闭或不封闭的曲线边缘形成有一定角度的直壁或凸缘的成型方法。在步骤S08中,通过对所述内孔顶部进行翻边,使所述圆筒状坯料上方预成形上凸缘,所述内孔翻边时控制翻边角度,使其形成一定凸缘倾角的同时保证内孔壁厚符合尺寸要求,此时,所述上凸缘的凸缘倾角大于最终凸缘倾角尺寸;
步骤S09,上凸缘预整:将步骤S08的上凸缘拉伸整型,进一步缩小所述上凸缘的倾角,使所述上凸缘的倾角大小逐渐趋于所需尺寸;
步骤S10,上凸缘整型:将步骤S09的上凸缘整型,形成符合所需尺寸的凸缘倾角;
步骤S11,内孔整型:将步骤S10的圆筒状坯料的内孔整型拉伸,保证所述内孔的直径、圆度和圆柱度,以及最终成型的二侧凸缘与中心轴线的斜角及外边缘交接R角大小,所述R角为所述上凸缘和所述下凸缘与所述内孔侧壁的衔接处圆弧;
步骤S12,清洗,对步骤S11的冲压半成品进行清洗,去除表面油脂。
本实施例中,所述坯料的外边缘均采用圆弧连接。
本发明通过冲压技术代替旋压技术,将坯料放入对应的冲压模具中一次加工成型,不需要多次旋压加工和车削工序对皮带轮进行加工成型,比采用旋压加工节省了大量工序,且冲压工艺相较于旋压工艺加工速度更快相同皮带轮冲压设备耗能更少。同时冲压工艺具有良好的表面加工精度,因此仅通过冲压模具即可保证相关产品的尺寸及精度,使坯料冲压后在冲压模具及配套工艺的条件下精度即可控制在内径公差0.02mm以内,圆度在0.01mm以内的标准内。本发明方案节省了大量运用车削工艺进行精加工的步骤,只需要由一套冲压设备即可完成半成品坯料的加工,简化了工艺流程,同时品质管控环节减短,降低人力成本和设备耗能,大幅降低制造成本,提高了生产效率,更加有利于低成本大批量生产。
本发明提供一种高精度镀锌皮带轮,由上述皮带轮冲压工艺制得。
本发明提供一种高精度镀锌皮带轮冲压系统,用于实施上述冲压工艺,包括:
落料机构:用于将镀锌钢卷冲压成圆饼状坯料;
正拉伸机构:用于将圆饼状坯料的中心向一侧拉伸形成圆筒状坯料;
缩径拉伸机构:用于对圆筒状坯料的筒径进行拉伸缩小,预成型倾斜的下凸缘;
下凸缘整型机构:用于对圆筒状坯料进行拉伸,使所述下凸缘形成符合所需尺寸的凸缘倾角;
冲孔机构:用于对圆筒状坯料中心进行冲孔;
翻直机构:用于对圆筒状坯料进行翻边,使内孔翻直;
切边机构:用于对圆筒状坯料的下凸缘进行径向切除,使所述下凸缘达到所需尺寸;
内孔预翻机构:用于对圆筒状坯料的内孔顶部进行预翻边,预成形上凸缘;
上凸缘预整机构:用于对上凸缘进行拉伸整型,缩小所述上凸缘的倾角;
上凸缘整型机构:用于对上凸缘进行二次拉伸整型,形成符合所需尺寸的凸缘倾角;
内孔整型机构:用于对圆筒状坯料的内孔进行整型拉伸,获得所需尺寸及精度的内孔,上凸缘和下凸缘以及外边缘交接角。
本实施例中,所述冲压系统集成设置于一套冲压设备中,采用上述冲压系统实施皮带轮加工,即可通过一道冲压程序可完成半成品皮带轮坯料的加工,简化了工艺流程,缩短了工时,大幅降低人力成本和设备耗能,使生产效率显著提高。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。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 (6)

1.一种高精度镀锌皮带轮冲压工艺,其特征在于,包括以下步骤:
S01,落料:将镀锌钢卷冲压成圆饼状坯料;
S02,正拉伸:将步骤S01的圆饼状坯料中心向一侧拉伸形成圆筒状;
S03,缩径拉伸:将步骤S02的圆筒状坯料筒径拉伸缩小,并预成型倾斜的下凸缘;
S04,下凸缘整型:对步骤S03的圆筒状坯料进行拉伸,对所述下凸缘进行整型,形成符合所需尺寸的凸缘倾角;
S05,冲孔:对步骤S04的圆筒状坯料中心进行冲孔,形成内孔;
S06,翻直:将步骤S05的圆筒状坯料进行翻边,将内孔翻直;
S07,切边:将步骤S06的圆筒状坯料的下凸缘进行径向切除,使所述下凸缘达到所需尺寸;
S08,内孔预翻:将步骤S07的圆筒状坯料内孔顶部进行预翻边,预成形上凸缘;
S09,上凸缘预整:将步骤S08的上凸缘拉伸整型,缩小所述上凸缘的倾角;
S10,上凸缘整型:将步骤S09的上凸缘整型,形成符合所需尺寸的凸缘倾角;
S11,内孔整型:将步骤S10的圆筒状坯料的内孔整型拉伸,获得所需尺寸及精度的皮带轮;
在步骤S04中,所述对所述下凸缘进行整型包括,使所述下凸缘整型后尺寸大于最终成品所需尺寸。
2.根据权利要求1所述的一种高精度镀锌皮带轮冲压工艺,其特征在于,步骤S11之后包括:
S12,清洗,对步骤S11的冲压半成品进行清洗,去除表面油脂。
3.根据权利要求1所述的一种高精度镀锌皮带轮冲压工艺,其特征在于,在步骤S02中,经正拉伸形成的圆筒状坯料底部形成凸缘。
4.根据权利要求1所述的一种高精度镀锌皮带轮冲压工艺,其特征在于,所述坯料的外边缘采用圆弧连接。
5.一种高精度镀锌皮带轮,其特征在于,由权利要求1-4任意一项所述的一种高精度镀锌皮带轮冲压工艺制得。
6.一种高精度镀锌皮带轮冲压系统,其特征在于,包括:
落料机构:用于将镀锌钢卷冲压成圆饼状坯料;
正拉伸机构:用于将圆饼状坯料的中心向一侧拉伸形成圆筒状坯料;
缩径拉伸机构:用于对圆筒状坯料的筒径进行拉伸缩小,预成型倾斜的下凸缘;
下凸缘整型机构:用于对圆筒状坯料进行拉伸,使所述下凸缘形成符合所需尺寸的凸缘倾角;
冲孔机构:用于对圆筒状坯料中心进行冲孔;
翻直机构:用于对圆筒状坯料进行翻边,使内孔翻直;
切边机构:用于对圆筒状坯料的下凸缘进行径向切除,使所述下凸缘达到所需尺寸;
内孔预翻机构:用于对圆筒状坯料的内孔顶部进行预翻边,预成形上凸缘;
上凸缘预整机构:用于对上凸缘进行拉伸整型,缩小所述上凸缘的倾角;
上凸缘整型机构:用于对上凸缘进行二次拉伸整型,形成符合所需尺寸的凸缘倾角;
内孔整型机构:用于对圆筒状坯料的内孔进行整型拉伸,获得所需尺寸及精度的皮带轮。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59110440A (ja) * 1982-12-17 1984-06-26 Ogura Clutch Co Ltd ポリ溝付プ−リ外環の製造方法
KR20110038829A (ko) * 2009-10-09 2011-04-15 주식회사전우정밀 산업기계용 풀리의 제조방법 및 그 풀리

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