CN209334549U - 一种高压喷油器高精密度电磁阀盖板及其精冲级进模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压喷油器高精密度电磁阀盖板，涉及精冲成形技术领域，包括盖板本体，所述盖板本体包括中心内孔、端面小孔和内侧缺口，所述盖板本体的尺寸公差为±0.03mm，所述盖板本体的面交界处包括圆周边缘、外侧尖角和内侧尖角，所述圆周边缘有周边塌角，所述外侧尖角有外侧尖角塌角，所述内侧尖角有内侧尖角塌角，所述周边塌角深度小于0.3mm，所述外侧尖角塌角深度小于0.4mm，所述内侧尖角塌角深度小于0.05mm。本实用新型还公开了制造上述电磁阀盖板的精冲级进模具。本实用新型在尺寸精度、塌角控制及平面度方面完全满足国VI标准，在提高生产效率、降低生产成本和节约能源消耗等方面均表现出了突出优势。

Description

一种高压喷油器高精密度电磁阀盖板及其精冲级进模具

技术领域

本实用新型涉及精冲成形技术领域，尤其涉及一种高压喷油器高精密度电磁阀盖板及其精冲级进模具。

背景技术

近年来，随着我国汽车零部件行业在汽车工业总产值中的比例逐年增加，燃油系统相关部件产业在我国具有越来越广阔的市场前景和发展空间。电控喷油器是共轨系统中最关键和最复杂的部件，也是设计、工艺难度最大的部件。ECU通过控制电磁阀的开启和关闭，将高压油轨中的燃油以最佳的喷油定时、喷油量和喷油率喷入燃烧室。喷油器的电磁阀盖板的制造精度及电磁性能直接影响到喷油器的燃油喷射时间控制，关系到发动机的燃烧效率甚至影响到尾气排放，因此该零件既关系到发动机的动力性能，也关系到发动机排放是否能够达到国家对汽车尾气的排放标准问题。一旦电磁阀盖板质量出现问题，将会导致的主要失效后果是尺寸精度和塌角过大造成焊接装配不良，从而引起高压燃油泄漏和喷油器使用寿命降低。

通常，喷油器的制造主要采用精冲、去毛刺、研磨、热处理、清洗等工艺。这些工艺对零件的主要性能都会造成一定的影响，其中，精冲工艺及精冲模具精度直接决定了零件的尺寸精度，研磨去毛刺工艺会影响改零件的塌角，而某些位置塌角尺寸会在喷油器制造装配中非常重要。虽然对于电磁阀盖板的制造工艺要求来讲，研磨去毛刺、热处理及清洗工艺在我国已经比较成熟，但是随着国VI标准的实施，电磁阀盖板的制造尺寸精度相比上一代产品都需要提高一个等级，这对于以精冲为主要加工工艺的制造过程并不容易。

因为产品本身的功能要求，现有的电磁阀盖板大多结构类似，制造工艺上通常采用精冲工艺，比如先冲压、再机加工(如磨削)的加工方式，但是这种方式存在有以下一些局限性：

1、尺寸精度问题：目前的喷油器电磁阀盖板尺寸的设计公差大多在+0.05mm，这是一般精冲工艺能够保证大批量生产的尺寸公差，但是随着国VI标准的实施，新的喷油器对各种零件的尺寸精度提出了更高的要求，新的电磁阀盖板的关键尺寸必须达到+0.03mm的公差要求，这样才能保证产品质量的一致性；

2、精冲工艺导致的塌角问题：与装配和功能相关的关键位置的塌角要求尽可能的小，以保证装配功能，目前电磁阀盖板的装配主要使用激光焊接技术，如果电磁阀盖板的焊接位置出现过大的塌角的话，焊接时则可能会出现材料不充足而导致焊接缺陷；

3、平面度问题：目前的电磁阀盖板的平面度大多在0.05mm左右，而实际零件大多处于0.03mm到0.05mm的水平，对于按国VI要求设计的喷油器来说，这种平面度造成的装配误差达不到使用要求。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种高压喷油器高精密度电磁阀盖板，同时引入更先进的精冲成形方法以提高尺寸精度并减小塌角深度，基于现阶段电磁阀盖板制造加工过程存在的问题并结合自有的模具及精冲技术优势，设计实用新型了一种在尺寸精度、塌角控制及平面度完全满足国VI标准的喷油器电磁阀盖板，在提高生产效率、降低生产成本和节约能源消耗等方面均表现出了突出优势。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是开发出在尺寸精度、塌角控制及平面度完全满足国VI标准的喷油器电磁阀盖板，提高生产效率、降低生产成本和节约能源消耗。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种高压喷油器高精密度电磁阀盖板及其精冲成形方法。具体地，本实用新型提供的技术方案如下：

一种高压喷油器高精密度电磁阀盖板，包括盖板本体，所述盖板本体包括中心内孔、端面小孔和内侧缺口，所述盖板本体的尺寸公差为+0.03mm，所述盖板本体的面交界处包括圆周边缘、外侧尖角和内侧尖角，所述圆周边缘有周边塌角，所述外侧尖角有外侧尖角塌角，所述内侧尖角有内侧尖角塌角，所述周边塌角深度小于0.3mm，所述外侧尖角塌角深度小于0.4mm，所述内侧尖角塌角深度小于0.05mm。

进一步地，所述盖板本体的平面度在0.03mm以下。

进一步地，所述盖板本体的厚度为3.3+0.03mm。

进一步地，所述盖板本体是左右对称的。

本实用新型还公开了一种制造如上所述的高压喷油器高精密度电磁阀盖板的精冲级进模具，包括相对设置的压板和凹模座，所述压板和所述凹模座之间设有料带运输通道，所述凹模座上从右到左依次等间距排列分布有第一工位、第二工位、第三工位、第四工位四个工位，所述第一工位包括端面凸模和与所述端面凸模相匹配的端面凹模，所述端面凸模位于所述压板的端面凸模导向孔中，所述端面凹模位于所述凹模座；所述第二工位包括内部凸模和与所述内部凸模相匹配的内部凹模，所述内部凸模位于所述压板的内部凸模导向孔中，所述内部凹模位于所述凹模座；所述第三工位包括设在所述凹模座上的预留凹模；所述第四工位包括冲裁凸模、顶件器、退料杆、设在所述凹模座上的冲裁凹模和内形凹模，所述冲裁凸模位于所述压板的冲裁凸模导向孔中，所述顶件器位于所述内形凹模同轴外侧，所述冲裁凹模位于所述顶件器同轴外侧，所述内形凹模位于所述退料杆的正下方，所述顶件器位于所述冲裁凸模的正下方，所述内形凹模的尺寸等于所述高压喷油器高精密度电磁阀盖板的中心内孔的尺寸中值，所述冲裁凸模和所述顶件器均可承受150吨以下的力。

进一步地，所述四个工位分布的等间距的值大于所述高压喷油器高精密度电磁阀盖板外径值的1.5倍且小于所述外径值的3倍。

进一步地，所述压板上有三角形截面的防滑凸起。

进一步地，所述压板上设有导正销，所述凹模座上设有和所述导正销配合的导正孔。

进一步地，所述内部凹模、所述端面凹模、所述预留凹模、所述内形凹模和所述冲裁凹模均通过螺栓可拆卸地安装在所述凹模座上。

进一步地，所述凹模座的上表面设有3.37mm高的限位凸台。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种高压喷油器高精密度电磁阀盖板及其精冲级进模具，具有以下有益效果：

1、尺寸精度更高，总体尺寸公差从+0.05mm提高到+0.03mm，而且保证大批量生产的尺寸一致性和质量一致性；

2、采用精冲级进模具设计极大地减小了电磁阀盖板在生产过程中产生的塌角，特别是对于尖角处的处理，部分位置基本上做到了无塌角，这些对于喷油器的装配精度及质量稳定性有很大的帮助；

3、所有的电磁阀盖板的平面度都能够保证在0.03mm以下；

4、生产效率高，本实用新型提供的精冲级进模具相对于复合精冲模降低了冲裁力，从而可以提高冲裁速度，目前的冲裁速度已经从30次/分钟提高到了40次/分钟，生产效率提高了33％，大大降低了生产成本和能源消耗。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本实用新型的一个较佳实施例提供的一种高压喷油器高精密度电磁阀盖板的三维视图；

图2是本实用新型的一个较佳实施例提供的一种高压喷油器高精密度电磁阀盖板在高压喷油器上的装配示意图；

图3是现有技术的喷油器电磁阀盖板的三维视图；

图4是本实用新型的一个较佳实施例提供的制造高压喷油器高精密度电磁阀盖板的精冲级进模具的工位示意图；

图5是本实用新型的一个较佳实施例提供的精冲级进模具第四工位的结构示意及冲压过程中第一步至第三步的步骤示意图；

图6是本实用新型的一个较佳实施例提供的精冲级进模具第四工位上的第四步至第五步的冲压过程步骤示意图。

其中，1-盖板本体，11-周边塌角，12-外侧尖角塌角，13-内侧尖角塌角，2-现有技术的盖板本体，21-圆周塌角，22-外侧塌角，3-料带，31-端面小孔落料，32-中心内孔及内侧缺口落料，33-内形废料，4-级进模工位布局，41-第一工位，42-第二工位，43-第三工位，44-第四工位，441-对齐步骤，442-压边步骤，443-施力步骤，444-冲裁步骤，445-落料步骤，5-级进模，51-压板，52-凹模座，53-冲裁凸模，54-顶件器，55-内形凹模，56-退料杆，57-冲裁凹模，6-喷油嘴，7-电磁阀。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本实用新型的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本实用新型可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本实用新型的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本实用新型并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

如图3所示，现有技术提供的一种喷油器电磁阀盖板，包括现有技术的盖板本体2，现有技术的盖板本体2的面交界处又包括圆周塌角21和外侧塌角22。因产品本身的功能要求，现有的电磁阀盖板大多结构相似，都使用精冲工艺制造。由于精冲工艺本身及成本上的限制，零件的设计上大多要考虑精冲工艺本身能够达到的尺寸公差水平。图3所示的现有技术的盖板本体2，尖角处会出现较大的外侧塌角22，其深度超过1mm，难以保证产品质量和尺寸的一致性和稳定性；现有盖板的圆周处常出现圆周塌角21，深度约为4mm，焊接时则可能会出现材料不充足而导致焊接缺陷；现有盖板的平面度一般在0.03mm～0.05mm的水平，这种平面度造成的装配误差达不到使用要求。与本实用新型提供的高压喷油器高精密度电磁阀盖板相比，现有盖板在尺寸精度、塌角控制和平面度问题方面还存在提升的空间。

如图2所示，本实用新型的一个较佳实施例高压喷油器高精密度电磁阀盖板在高压喷油器上的装配示意图，包括盖板本体1、电磁阀7和喷油嘴6，盖板本体1安装在电磁阀7和喷油嘴6之间。喷油嘴6工作时，盖板本体1直接影响喷油嘴6的燃油喷射时间的控制，关系到发动机的燃烧效率甚至影响到尾气的排放。

如图1所示，本实用新型的一个较佳实施例高压喷油器高精密度电磁阀盖板，包括盖板本体1，盖板本体1包括中心内孔、端面小孔和内侧缺口，盖板本体1的尺寸公差能够控制在+0.03mm，而且能保证大批量生产的尺寸一致性；盖板本体1的面交界处包括圆周边缘、外侧尖角和内侧尖角，圆周边缘有周边塌角11，外侧尖角有外侧尖角塌角12，内侧尖角有内侧尖角塌角13，周边塌角11深度小于0.3mm，外侧尖角塌角12深度小于0.4mm，内侧尖角塌角13深度小于0.05mm，本实用新型采用特殊的模具设计及精冲工艺极大的减小了电磁阀盖板在生产的过程中产生的塌角，特别是对于尖角处的处理，部分位置如内侧尖角处基本上做到了无塌角；本实用新型设计的所有电磁阀盖板的平面度都能够保证在0.03mm以下。综上，本实用新型提供的喷油器电磁阀盖板在尺寸精度、塌角控制及平面度完全满足国VI标准。基于加工和安装使用的方便合理性考虑，盖板本体1被设计成左右对称的。

为达到上述高压喷油器高精密度电磁阀盖板的制造精度，本实用新型设计了一种制造盖板本体1的精冲级进模具，该精冲级进模具本体包括相对设置的压板51和凹模座52，压板51和凹模座52之间设有料带运输通道，压板51上有三角形截面的防滑凸起，压板51上设有导正销，凹模座52上设有和导正销配合的导正孔，通过导正销和导正孔的配合，防止料带运输过程出现偏差。此外，凹模座52的上表面设有3.37mm高的限位凸台，限位凸台可以保证料带3顺利输送，减少对料带3的划伤和挤压。

如图4所示，本实用新型的一个较佳实施例提供的制造上述高压喷油器高精密度电磁阀盖板的精冲级进模具的工位示意图，所述凹模座52上从右到左依次等间距排列分布有第一工位41、第二工位42、第三工位43、第四工位44四个工位。所述四个工位分布的等间距的值大于所述高压喷油器高精密度电磁阀盖板外径值的1.5倍且小于所述外径值的3倍，间距值的设置是根据要加工的盖板本体1的尺寸合理设定，在保证加工要求的情况下采用小间距避免料带3材料浪费。本实施例中利用该精冲级进模具制造高压喷油器高精密度电磁阀盖板的精冲过程具体步骤如下：

步骤1、准备级进模5：级进模5为二穴位四工位级进模，采用级进模5可以将零件外形分几步切出以减小单工步的冲裁力F_S，冲裁力F_S减小可以降低料带3的单位面积受力，从而减小零件可能产生的受力变形，特别是在边缘处的分步冲裁对于减小塌角有一定的帮助作用。

步骤2、冲端面小孔：所述第一工位41包括端面凸模和与所述端面凸模相匹配的端面凹模，所述端面凸模位于所述压板51的端面凸模导向孔中，所述端面凹模位于所述凹模座52，在第一工位41根据盖板本体1的尺寸要求冲出端面小孔，得到端面小孔落料31。

步骤3、冲内孔及内侧缺口：所述第二工位42包括内部凸模和与所述内部凸模相匹配的内部凹模，所述内部凸模位于所述压板51的内部凸模导向孔中，所述内部凹模位于所述凹模座52，在第二工位42根据盖板本体1的尺寸要求冲出中心内孔和内侧缺口，得到中心内孔及内侧缺口落料32，并保留预留量以备后续步骤进一步精冲。

步骤4、预留空部：所述第三工位43包括设在所述凹模座52上的预留凹模，作用是预留空位，以便后续需要时可以增加额外的功能工位。

步骤5、落料：在第四工位44进行尺寸校正和整个零件的精冲落料。

如图5和图6所示，本实用新型的一个较佳实施例提供的精冲级进模具第四工位44的结构示意及冲压过程的具体步骤示意图。本实施例中最关键的工位就是第四工位44，故对第四工位44的具体结构和工作过程展开说明。所述第四工位44包括冲裁凸模53、顶件器54、退料杆56、设在所述凹模座52上的冲裁凹模57和内形凹模55，所述冲裁凸模53位于所述压板51的冲裁凸模53导向孔中，所述顶件器54位于所述内形凹模55同轴外侧，所述冲裁凹模57位于所述顶件器54同轴外侧，所述内形凹模55位于所述退料杆56的正下方，所述顶件器54位于所述冲裁凸模53的正下方，本结构可以保证冲压过程的精度和准确度。内形凹模55是实现精冲目的最核心的部件，所使用的内形凹模55的尺寸严格等于所述高压喷油器高精密度电磁阀盖板的中心内孔的设计尺寸中值，以保证零件的尺寸精度。此外，所述冲裁凸模53和所述顶件器54的材料经加工均可承受150吨以下的力，以保证工作过程中不发生变形影响产品质量。

具体地，第四工位44的精冲过程包括以下步骤：

步骤1、对齐：将料带3送到第四工位44，确保压板51的下端面、冲裁凸模53的下端面和退料杆56的下端面位于同一平面，确保冲裁凹模57的上端面、顶件器54的上端面、内形凹模55的上端面位于同一平面。

步骤2、压边：在压板51上施加压边力F_R。

步骤3、施力：在冲裁凸模53上施加冲裁力F_S，同时在顶件器54上施加小于冲裁力F_S的反压力F_G。

具体地，冲裁力F_S大小为140吨，反压力F_G大小为80吨。

步骤4、冲裁：在冲裁力F_S和反压力F_G的配合作用下使料带3被压缩，完成精冲冲裁。

具体地，在巨大的冲裁力F_S和反压力F_G组成的双向压力下，料带3的厚度将被压缩大约0.04mm到0.05mm，考虑到料带3会经历被压缩的过程，在盖板本体1的厚度设计为3.3+0.03mm时，使用的料带3厚度为3.37+0.03mm，预留出一定的压缩量。这些被压缩的材料因产生塑形形变而发生流动，这个特点使得在保证更高的尺寸精度的同时减小冲裁塌角。因为凹模、模芯及零件本身实际上行程了一个相对密闭的空间，在这个空间内材料产生形变流动，由于凹模及模芯的限制，材料只能流向材料密度相对较小的地方，比如塌角位置、零件与凹模、凸模及模芯之间的间隙中，这样得到的效果是，所有这些材料相对不充足的地方得到了填充，从而保证零件的尺寸基本保持和模具的凹凸模尺寸一致，只要凸凹模的制造精度足够则零件的尺寸一定能都得到保证。在反压力F_G和冲裁力F_S的两个力的作用下，零件相当于被整平了一次，平面度变得更好，而塌角位置因为材料的填充而变得饱满起来。同时，本实用新型的另一个特点是，因为材料产生塑形变形而得到强化，而强化后的零件尺寸受到冲压工艺产的高温的影响很小，尺寸更加稳定。

步骤5、落料：在退料杆56、压板51上施加退料力F_RA，在顶件器54上施加顶件力F_GA，级进模5上下分离，得到最终的精冲零件(盖板本体1)和内形废料33。

基于提高精冲级进模具的通用性和方便维修的考虑，所述内部凹模、所述端面凹模、所述预留凹模、所述内形凹模55和所述冲裁凹模57均通过螺栓可拆卸地安装在所述凹模座52上，在制造不同尺寸的零件时可根据需求进行更换。

本实用新型提供的较佳具体实施例在尺寸精度、塌角控制及平面度完全满足国VI标准的喷油器电磁阀盖板，在提高生产效率、降低生产成本和节约能源消耗等方面均表现出了突出优势。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高压喷油器高精密度电磁阀盖板，包括盖板本体，所述盖板本体包括中心内孔、端面小孔和内侧缺口，其特征在于，所述盖板本体的尺寸公差为±0.03mm，所述盖板本体的面交界处包括圆周边缘、外侧尖角和内侧尖角，所述圆周边缘有周边塌角，所述外侧尖角有外侧尖角塌角，所述内侧尖角有内侧尖角塌角，所述周边塌角深度小于0.3mm，所述外侧尖角塌角深度小于0.4mm，所述内侧尖角塌角深度小于0.05mm。

2.如权利要求1所述的高压喷油器高精密度电磁阀盖板，其特征在于，所述盖板本体的平面度在0.03mm以下。

3.如权利要求1所述的高压喷油器高精密度电磁阀盖板，其特征在于，所述盖板本体的厚度为3.3±0.03mm。

4.如权利要求1所述的高压喷油器高精密度电磁阀盖板，其特征在于，所述盖板本体是左右对称的。

5.一种如权利要求1～4任意一项所述的高压喷油器高精密度电磁阀盖板的精冲级进模具，包括相对设置的压板和凹模座，其特征在于，所述压板和所述凹模座之间设有料带运输通道，所述凹模座上从右到左依次等间距排列分布有第一工位、第二工位、第三工位、第四工位四个工位，所述第一工位包括端面凸模和与所述端面凸模相匹配的端面凹模，所述端面凸模位于所述压板的端面凸模导向孔中，所述端面凹模位于所述凹模座；所述第二工位包括内部凸模和与所述内部凸模相匹配的内部凹模，所述内部凸模位于所述压板的内部凸模导向孔中，所述内部凹模位于所述凹模座；所述第三工位包括设在所述凹模座上的预留凹模；所述第四工位包括冲裁凸模、顶件器、退料杆、设在所述凹模座上的冲裁凹模和内形凹模，所述冲裁凸模位于所述压板的冲裁凸模导向孔中，所述顶件器位于所述内形凹模同轴外侧，所述冲裁凹模位于所述顶件器同轴外侧，所述内形凹模位于所述退料杆的正下方，所述顶件器位于所述冲裁凸模的正下方，所述内形凹模的尺寸等于所述高压喷油器高精密度电磁阀盖板的中心内孔的尺寸中值，所述冲裁凸模和所述顶件器均可承受150吨以下的力。

6.如权利要求5所述的高压喷油器高精密度电磁阀盖板的精冲级进模具，其特征在于，所述四个工位分布的等间距的值大于所述高压喷油器高精密度电磁阀盖板外径值的1.5倍且小于所述外径值的3倍。

7.如权利要求5所述的高压喷油器高精密度电磁阀盖板的精冲级进模具，其特征在于，所述压板上有三角形截面的防滑凸起。

8.如权利要求5所述的高压喷油器高精密度电磁阀盖板的精冲级进模具，其特征在于，所述压板上设有导正销，所述凹模座上设有和所述导正销配合的导正孔。

9.如权利要求5所述的高压喷油器高精密度电磁阀盖板的精冲级进模具，其特征在于，所述内部凹模、所述端面凹模、所述预留凹模、所述内形凹模和所述冲裁凹模均通过螺栓可拆卸地安装在所述凹模座上。

10.如权利要求5所述的高压喷油器高精密度电磁阀盖板的精冲级进模具，其特征在于，所述凹模座的上表面设有3.37mm高的限位凸台。