CN208991560U - 一种t型深拉伸式板制皮带轮的旋压工艺的专用工装 - Google Patents

Abstract

一种T型深拉伸式板制皮带轮的旋压工艺的专用工装，上芯模、下芯模构成的芯模夹具，上芯模与上连接盘连接，下芯模与下连接盘连接，第一、二预成型旋轮、初成型旋轮、精整旋轮对应装于各自的旋轮轴上；所述的第一预成型旋轮为堆轮，第一预成型旋轮的成型面包括位于中部的环形凹槽、位于环形凹槽上部的上成型圆柱面、位于环形凹槽下部的下成型圆柱面，上成型圆柱面的底面直径大于下成型圆柱面的底面直径；第二预成型旋轮为平轮，第二预成型旋轮的成型面为波浪形。本实用新型解决了深拉伸造成毛坯腹板平面不平，进而造成T型深拉伸式板制旋压皮带轮的上下两边分料不均匀、腹板失去稳定性、槽型不成形问题，生产效率高，加工时间短，产品质量稳定。

Description

一种T型深拉伸式板制皮带轮的旋压工艺的专用工装

技术领域

本实用新型涉及一种汽车发动机内板制皮带轮的生产工艺，特别是T型深拉伸式板制旋压皮带轮的生产工艺及用于该工艺的成型旋轮。

背景技术

目前，汽车发动机的T型板制旋压皮带轮主要采用无拉伸或浅拉伸的形状结构，深拉伸形状结构的T型皮带轮大多可采用传统铸造和机加工艺来实现，但铸造皮带轮重量大、转动惯量大、批量生产成本高，是阻碍汽车实现轻量化的重要原因。

板制旋压皮带轮的重量一般只有铸造皮带轮钢的1/2，目前在汽车内广泛使用板制旋压皮带轮以降低整车重量，这也是汽车发展的总体趋势。

皮带轮旋压主要是一种无屑加工方式，用现有的深拉伸成型工艺在为旋压成型工艺提供毛坯产生腹板平面不平，因腹板平面不平问题在制作T型深拉伸式板制皮带轮的旋压成型过程中容易出现上下两边分料不均匀、腹板失去稳定性、槽型不成形等缺陷导致失效，尤其是深拉伸式形状结构，不能仅使用旋压成型工艺成功实现T型深拉伸式板制旋压皮带轮生产。

为解决上述问题，可采用以下步骤实现T型深拉伸式板制旋压皮带轮生产：深拉伸→退火热处理→旋压成型出齿形初步形状→车削齿形至尺寸要求，该方法生产效率低，加工时间长，成品率不高，产品质量不稳定。

发明内容

为了克服现有技术的上述不足，本实用新型提供一种解决了深拉伸造成腹板平面不平问题造成旋压过程中上下两边分料不均匀问题、腹板失去稳定性问题、槽型不成形问题，减少了退火热处理和车削齿形工艺，有效保证产品质量的T型深拉伸式板制旋压皮带轮的旋压工艺的专用工装。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案：上芯模、下芯模构成的芯模夹具，上芯模与装配在旋压设备上主轴的上连接盘连接，下芯模与装配在旋压设备下主轴的下连接盘连接，第一预成型旋轮、第二预成型旋轮、初成型旋轮、精整旋轮对应装于各自的旋轮轴上；所述的第一预成型旋轮为堆轮，第一预成型旋轮的成型面包括位于中部的环形凹槽、位于环形凹槽上部的上成型圆柱面、位于环形凹槽下部的下成型圆柱面，上成型圆柱面的底面直径大于下成型圆柱面的底面直径，使材料向下分料，保证上下分料均匀。若上成型圆柱面的底面直径等于或小于下成型圆柱面的底面直径，会造成腹板上边分料多，最终造成产品的齿形不能达到预定要求；第二预成型旋轮为平轮，第二预成型旋轮的成型面为波浪形圆柱面，第二预成型旋轮的成型面为波浪形可控制材料上下流动的速度、流动量以及流动方向，最终目的是解决材料均匀流动问题；所述初成型旋轮的成型面为浅槽型，浅槽型的深度小于产品最终要求的槽型；精整旋轮的成型面为深槽型，深槽型形状尺寸与产品最终要求的槽型形状对应。

所述波浪形圆柱面的截面两侧边由多个正圆弧、反圆弧交替依次连接组成，相邻的两正圆弧、反圆弧之间相切。

所述上成型圆柱面的底面直径比下成型圆柱面的底面直径大0.6-2mm。

浅槽型的角度大于产品最终要求的槽型形状角度。

所述上芯模内设有上顶出器，下芯模内设有下顶出器。

所述上顶出器、下顶出器均为台阶圆柱形。

所述正圆弧对应波峰，反圆弧对应波谷，波峰与波谷之间高度差为h，h=0.2-1mm。

所述第二预成型旋轮的成型面上端、下端有与产品对应位置形状适配的皮带让开结构。

所述皮带让开结构与第二预成型旋轮的成型面之间采用环状圆弧面过渡。

所述皮带让开结构由依次相切连接的起始外侧斜线一、正圆弧端面一、竖直线段、反圆弧端面二、斜线二组成的曲线回转形成。

本实用新型采用四工步旋压成型，以使材料流动到需要部位、减少每次成型量，避免急剧变形而使腹板失去稳定性，而最关键的就在于前三步。针对T型深拉伸式板制皮带轮腹板不平、上下分料不均匀，工步①采用堆旋，在第一预成型旋轮中部凹槽，它的作用是保持腹板的稳定性，避免失去稳定从而导致材料在圆周方向分布不均匀，第一预成型旋轮上部和下部高度有差异，它的作用是调节材料向上下均匀流动，避免材料流动少的一侧槽形不成型。工步②采用平旋，在第二预成型旋轮上使用波浪式圆弧相切交接形状，它的作用是进一步上下材料和圆周方向材料分布均匀，避免材料向一侧或圆周某一部位快速流动造成材料分布不均匀导致槽形不成形，使槽型初具形状。工步③采用初旋，初成型旋轮其槽型的角度大于产品最终要求的槽型形状角度，其槽型的深度小于产品最终要求的槽型，它的作用是促使材料进一步均匀流动，槽形形状缓慢变形，避免材料急剧变形材料流动不均匀，最后工步④精旋使槽型全部到位。

本实用新型解决了因深拉伸造成腹板平面不平，进而产生T型深拉伸式板制旋压皮带轮的上下两边分料不均匀、腹板失去稳定性、槽型不成形问题，无需使用了退火热处理和车削齿形工艺步骤，实现无屑稳定的旋压生产，提供了合格的T型深拉伸式式板制旋压皮带轮。本实用新型生产效率高，加工时间短，成品率高，产品质量稳定。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

图1是用本实用新型生产的产品。

图2是旋压成型工步①所用工装工作示意图。

图3是旋压成型工步①所用工装结构示意图。

图4是旋压成型工步②所用工装工作示意图。

图5是旋压成型工步②的所用工装结构示意图。

图6 是旋压成型工步③的所用工装工作示意图。

图7是旋压成型工步③的所用工装结构示意图。

图8是旋压成型工步④的所用工装工作示意图。

图9是旋压成型工步④的所用工装结构示意图。

图10是第二预成型旋轮（8′）的成型面（9′）截面的局部示意图。

图11是图10的局部放大图。

具体实施方式

如图1所示，1为所要加工的槽型，产品为回转件， 8槽多楔式曲轴皮带轮，槽形对应的腹板距离底平面高度为90mm，外径φ214mm。

如图2、图3所示，上芯模2、下芯模3构成芯模夹具，上芯模2与装配在旋压设备上主轴的上连接盘5连接，下芯模3与装配在旋压设备下主轴的下连接盘4连接，第一预成型旋轮3′对应装于旋轮轴上； 1′为旋压前板料母材的形状，装于芯模夹具内，2′为旋压成型工步①成型后的形状，3′是第一预成型旋轮，4′是第一预成型旋轮的中部凹槽，5′是第一预成型旋轮的上部形状（即上成型圆柱面），6′是第一预成型旋轮的下部形状（即下成型圆柱面）。第一预成型旋轮3′在工作中呈水平运动，将母材沿预成型旋轮上部形状和下部形状同时流动。在此过程中材料流动极为剧烈，因毛坯腹板不平、预成型旋轮的进给速度和进给量、原材料的各向异性等会造成材料流动出现上下分配不均匀或圆周方向分配不均匀，不对称的压力，将使旋轮偏移加大，导致分料偏移加剧。第一预成型旋轮3′为堆轮，其中部有凹槽4′，通过凹槽4′控制腹板材料的稳定性使材料沿圆周方向均匀流动，通过上部形状5′和下部形状6′之间的高度差异来控制材料上、下流动量，解决因毛坯腹板不平造成上、下材料流动不均匀问题，以保证所有齿对应部位有足够均匀的材料储备供后续工步旋压。

如图4、图5所示，上芯模2、下芯模3构成芯模夹具，上芯模2与装配在旋压设备上主轴的上连接盘5连接，下芯模3与装配在旋压设备下主轴的下连接盘4连接，第二预成型旋轮8′对应装于旋轮轴上。2′为旋压成型工步①旋压后、旋压成型工步②旋压前板料的形状，7′为工步②成型后的形状， 9′是第二预成型旋轮8′上的形状。第二预成型旋轮8′上的成型面9′为波浪式圆弧相切交接形状，该形状的波峰与波谷之间高度差需要精确控制，高度差值范围0.2-1mm。若波峰与波谷之间高度差过大，中间材料储备较多，不易向上、下两侧流动材料，会导致后续工步旋压缺料导致上、下两侧齿形不成形；若波峰与波谷之间高度差过小，中间材料流动速度快，材料储备量少，会导致后续工步旋压缺料导致中间齿形不成形。因此第二预成型旋轮8′上的成型面9′的波峰与波谷之间高度差需要精确控制，主要是控制材料上、下分配的均匀性。

如图6、图7所示，上芯模2、下芯模3构成芯模夹具，上芯模2与装配在旋压设备上主轴的上连接盘5连接，下芯模3与装配在旋压设备下主轴的下连接盘4连接，初成型旋轮11′对应装于旋轮轴上。7′为旋压成型工步②旋压后、旋压成型工步③旋压前板料的形状，10′为工步③成型后的形状，12′为初成型旋轮11′上的槽形形状。初成型旋轮槽型12′的角度大于产品最终要求的槽型形状角度，深度小于产品最终要求的槽型，旋压出来的产品角度大于最终要达到的角度，深度小于最终要达到的深度。如果直接旋压到最终尺寸会使材料在成型阶段流动不均匀，材料储存少的部位出现不成型状态。因此初成型旋轮11′上的槽形12′的形状较重要，主要是促使材料进一步均匀流动，槽形形状缓慢变形，避免材料急剧变形材料流动不均匀。

如图8、图9所示，上芯模2、下芯模3构成芯模夹具，上芯模2与装配在旋压设备上主轴的上连接盘5连接，下芯模3与装配在旋压设备下主轴的下连接盘4连接，精整旋轮13′对应装于旋轮轴上。10′为旋压成型工步③旋压后、旋压成型工步④旋压前板料的形状，1为工步④成型后的形状，即是最终成形的状态,14′为精整旋轮13′上的定型槽形。定型槽形14′与产品最终要求的槽形对应。这一工步材料的变形量较小，主要起精整作用。

如图10、11所示，第二预成型旋轮8′的成型面9′上端、下端有与产品对应位置形状适配的皮带让开结构形状，皮带让开结构形状与第二预成型旋轮8′的成型面9′之间采用环状圆弧面R1过渡，环状圆弧面R1截面所在圆的半径为0-2mm。皮带让开结构由依次相切连接的起始外侧斜线一A、正圆弧端面一R3、竖直线段、反圆弧端面二R2、斜线二组成的曲线回转形成。正圆弧R4对应波峰，波峰共8个，数量与产品齿底数量对应，正圆弧R4所在圆的半径为2-6mm，反圆弧R5对应波谷，波谷共7个，反圆弧R5所在圆的半径为2-6mm。数量与产品齿顶数量对应。竖直线段的长度为L1，L1=0-0.562mm，斜线二的长度为L2，L2=0.329-0.929mm。h是指波峰与波谷之间的差值，其差值范围为0.2-1mm。

Claims (10)

1.一种T型深拉伸式板制皮带轮的旋压工艺的专用工装，其特征在于：上芯模（2）、下芯模（3）构成的芯模夹具，上芯模（2）与装配在旋压设备上主轴的上连接盘（5）连接，下芯模（3）与装配在旋压设备下主轴的下连接盘（4）连接，第一预成型旋轮（3′）、第二预成型旋轮（8′）、初成型旋轮（11′）、精整旋轮（13′）对应装于各自的旋轮轴上；所述的第一预成型旋轮（3′）为堆轮，第一预成型旋轮（3′）的成型面包括位于中部的环形凹槽（4′）、位于环形凹槽（4′）上部的上成型圆柱面（5′）、位于环形凹槽（4′）下部的下成型圆柱面（6′），上成型圆柱面（5′）的底面直径大于下成型圆柱面（6′）的底面直径；第二预成型旋轮（8′）为平轮，第二预成型旋轮（8′）的成型面（9′）为波浪形圆柱面；所述初成型旋轮（11′）的成型面为浅槽型（12′），浅槽型（12′）的深度小于产品最终要求的槽型；精整旋轮（13′）的成型面为深槽型（14′），深槽型（14′）形状尺寸与产品最终要求的槽型形状对应。

2.根据权利要求1所述的T型深拉伸式板制皮带轮的旋压工艺的专用工装，其特征在于：所述波浪形圆柱面的截面两侧边由多个正圆弧、反圆弧交替依次连接组成，相邻的两正圆弧、反圆弧之间相切。

3.根据权利要求1所述的T型深拉伸式板制皮带轮的旋压工艺的专用工装，其特征在于：所述上成型圆柱面（5′）的底面直径比下成型圆柱面（6′）的底面直径大0.6-2mm。

4.根据权利要求1所述的T型深拉伸式板制皮带轮的旋压工艺的专用工装，其特征在于：浅槽型（12′）的角度大于产品最终要求的槽型形状角度。

5.根据权利要求1所述的T型深拉伸式板制皮带轮的旋压工艺的专用工装，其特征在于：所述上芯模（2）内设有上顶出器，下芯模（3）内设有下顶出器。

6.根据权利要求5所述的T型深拉伸式板制皮带轮的旋压工艺的专用工装，其特征在于：所述上顶出器、下顶出器均为台阶圆柱形。

7.根据权利要求2所述的T型深拉伸式板制皮带轮的旋压工艺的专用工装，其特征在于：所述正圆弧对应波峰，反圆弧对应波谷，波峰与波谷之间高度差为h，h=0.2-1mm。

8.根据权利要求1所述的T型深拉伸式板制皮带轮的旋压工艺的专用工装，其特征在于：所述第二预成型旋轮（8′）的成型面（9′）上端、下端有与产品对应位置形状适配的皮带让开结构。

9.根据权利要求8所述的T型深拉伸式板制皮带轮的旋压工艺的专用工装，其特征在于：所述皮带让开结构与第二预成型旋轮（8′）的成型面（9′）之间采用环状圆弧面（R1）过渡。

10.根据权利要求8或9所述的T型深拉伸式板制皮带轮的旋压工艺的专用工装，其特征在于：所述皮带让开结构由依次相切连接的起始外侧斜线一（A）、正圆弧端面一（R3）、竖直线段、反圆弧端面二（R2）、斜线二组成的曲线回转形成。