一种薄底厚外缘钣制盘类件的成形方法

摘要

本发明公开了一种薄底厚外缘钣制盘类件的成形方法，该成形方法按如下步骤依次进行：落料；冲中心定位孔；翻边；旋弯增厚：在翻边件的外缘的两侧分别安装好旋弯轮和旋平轮，启动旋压机，使第一芯模带动翻边件一起旋转，同时旋弯轮沿着径向朝靠近翻边件的方向水平进给，旋弯轮的弧形凹槽逐渐压向翻边件的外缘，使得翻边件的外缘增厚形成增厚外缘，得到旋弯增厚件；旋平增厚：将旋平轮沿着径向朝靠近旋弯增厚件的方向水平进给，旋平轮的柱面逐渐压向旋弯增厚件的增厚外缘，使得增厚外缘形成一个与旋弯增厚件的底板相垂直的且厚度均匀的平直外缘，得到旋平增厚件；旋压镦粗及整形。本发明优点：成形道次少，可确保成形的盘类零件成形精度高。

说明书

技术领域

本发明涉及汽车零部件加工方法技术领域，尤其涉及的是一种薄底厚外缘钣制盘类件的成形方法。

背景技术

盘类零件在汽车领域中主要起传动、连接、支承、密封等作用，如链轮、法兰盘、各种端盖等。对于薄底厚外缘的一些回转体盘类零件(通常其外缘的厚度为板厚的3～5倍)，传统的加工工艺为拼焊成形、铸造成形以及锻造机加工。拼焊成形的材料利用率及生产效率较低，焊接热影响区性能降低，大大降低了零件的整体力学性能；铸造成形的零件常见缺陷有气孔、缩松、裂纹等，而且铸件的力学性能较塑性成形件要低，生产效率也较低。锻造机加工成形出的零件尽管力学性能良好，但是材料利用率很低，生产效率不高，大大降低了的零件的经济效益。由于零件加工技术及设计理念方面的欠缺，这种外缘较厚的盘类零件，大多依赖于进口。

中国申请号CN102009112 A公开了一种圆形板料环形外缘增厚方法，该工艺在圆形板料外缘设置N个轧轮，各轧轮具有环形轧槽，轧槽截面形状呈开口矩形，圆形板料位于轧槽内围绕自身纵向轴旋转，N个轧轮径向依次进给挤压圆形板料外缘，一个轧轮沿径向进给挤压并退出后，下一个轧轮沿径向进给挤压并退出，依次增厚圆形板料环形外缘。该工艺对模具尺寸精度要求高，每道次成形质量难以精确控制。

中国授权号CN205056764 U公开了一种圆形板料环形外缘的加热旋压增厚装置，其包括旋压机上主轴、旋压机下主轴、圆形板料、加热喷枪和旋压轮，所述旋压机上主轴和旋压机下主轴用于夹持所述圆形板料，并带动其旋转；所述加热喷枪用于加热所述圆形板料的环形外缘，使其温度保持在奥氏体转变温度以上；所述旋压轮具有环形轧槽，其用于沿着所述圆形板料的径向进给，以挤压所述圆形板料的环形外缘。该方法需要对设备要求较高，同时在实际过程中加热温度难以控制。

中国申请公布号CN105290188 A公开了一种圆筒件筒壁旋压增厚方法，通过旋压机的上内主轴和下主轴将所述圆筒形预制件夹紧；接着将套装在所述上内主轴外部的上外主轴下行，压缩所述圆筒形预制件的筒壁后固定不动；然后使所述上内主轴、上外主轴、圆筒形预制件和下主轴一同旋转，并使圆柱形轧轮沿所述圆筒形预制件的径向进给；重复上述步骤实现圆筒形预制件筒壁的N道次增厚，以制备获得圆筒件。该方法成形道次较多，在实际加工过程中成形质量较难控制，设备成本较高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种薄底厚外缘钣制盘类件的成形方法，以期解决薄底厚外缘钣制盘类件生产效率低、生产成本高、机械性能及整体力学性能差的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种薄底厚外缘钣制盘类件的成形方法，所述成形方法按如下步骤依次进行：

(1)落料：对厚度为2mm～4mm的来料板材进行剪切落料获得圆形的落料件；

(2)冲中心定位孔：对落料件中心进行冲孔，制得带中心定位孔的冲孔件；

(3)翻边：对冲孔件的圆周边缘进行翻边，得到外缘为劣弧形状的翻边件；

(4)旋弯增厚：在旋压机的转台上安装第一芯模，所述第一芯模上同轴安装好翻边件，使得翻边件的底板呈水平放置，然后在翻边件的外缘的两侧分别安装好旋弯轮和旋平轮，所述旋弯轮的外圆周面上设有一圈弧形凹槽，所述旋平轮的外圆周面为柱面；启动旋压机，使第一芯模带动翻边件一起旋转，同时旋弯轮沿着径向朝靠近翻边件的方向水平进给，旋弯轮的弧形凹槽逐渐压向翻边件的外缘，使得翻边件的外缘增厚形成增厚外缘，然后将旋弯轮退出，得到旋弯增厚件；

(5)旋平增厚：旋弯轮退出后，将旋平轮沿着径向朝靠近旋弯增厚件的方向水平进给，旋平轮的柱面逐渐压向旋弯增厚件的增厚外缘，使得增厚外缘形成一个与旋弯增厚件的底板相垂直的且厚度均匀的平直外缘，然后将旋平轮退出，得到旋平增厚件，所述旋平增厚件的平直外缘的厚度大于底板厚度；

(6)旋压镦粗及整形：在旋压机的转台上安装第二芯模，所述第二芯模包括第二上芯模和第二下芯模，将旋平增厚件安装在第二上芯模和第二下芯模之间，使第二上芯模的外侧壁与旋平增厚件的平直外缘的内侧壁相贴合，所述第二下芯模的外径大于旋平增厚件的外径；然后在旋平增厚件的平直外缘上方安装好旋压镦粗轮，并在旋平增厚件的平直外缘的外侧安装好旋压整形轮，使旋压整形轮的工作面与旋平增厚件的平直外缘外侧面相贴合；启动旋压机，使第二芯模带动旋平增厚件一起旋转，同时使得旋压镦粗轮向下竖直进给压向旋平增厚件的平直外缘的上端面，并使旋压整形轮沿径向朝远离旋平增厚件的方向水平进给，实现对旋平增厚件的平直外缘的镦粗及整形，得到薄底厚外缘件，所述薄底厚外缘件的外缘厚度为底板厚度的3～5倍。

作为上述成形方法的优选实施方式，所述步骤(4)中，所述翻边件的外缘被所述旋弯轮的弧形凹槽完全覆盖。

作为上述成形方法的优选实施方式，所述步骤(5)中，所述旋弯增厚件的增厚外缘被旋平轮的柱面完全覆盖。

作为上述成形方法的优选实施方式，所述步骤(6)中，所述旋平增厚件的平直外缘被所述旋压整形轮的工作面完全覆盖。

作为上述成形方法的优选实施方式，所述步骤(4)中，所述第一芯模包括第一上芯模和第一下芯模，所述第一下芯模外侧下部设有向外凸出环形限位台阶，所述环形限位台阶用于对旋弯增厚件的增厚外缘进行限位。

本发明相比现有技术具有以下优点：

1、本发明提供的一种薄底厚外缘钣制盘类件的成形方法，采用旋压工艺整体成形此类零件，为汽车领域中起传动、连接、支承、密封等作用的一些薄底厚外缘盘类(外缘厚度为原始板厚的3～5倍)零件提供一种近净成形工艺。

2、本发明提供的一种薄底厚外缘钣制盘类件的成形方法，采用旋压工艺整体成形此类零件，具有成形道次少，成形载荷低，设备要求低，便于实际生产操作的优点，可确保成形的盘类零件没有飞边、并能成形极小圆角、成形精度高、无需后期机加工等优点。

3、本发明提供的一种薄底厚外缘钣制盘类件的成形方法，采用旋压工艺整体成形此类零件，实现了薄底厚外缘钣制盘类件的近净成形克服了现有技术中生产效率低、材料利用率不高、零件使用性能差等问题，提高了零件生产效率及使用寿命。

4、本发明提供的一种薄底厚外缘钣制盘类件的成形方法，采用旋压增厚(包括旋弯增厚和旋平增厚)工艺成形此类零件厚外缘，成形过程中翻边件的外缘在旋弯轮径向进给作用下形成增厚外缘，后续在旋平轮径向进给的作用下，旋弯增厚件形成具有垂直的平直外缘的旋平增厚件，可显著提高材料利用率。

5、本发明提供的一种薄底厚外缘钣制盘类件的成形方法，采用旋压镦粗及整形工艺精确成形此类零件外缘尺寸，通过旋压镦粗轮及旋压整形轮复合进给可实现对不同产品所需求外缘厚度的精确成形，可在旋压成形过程中精确控制金属流动，提高旋压稳定性，降低成形载荷。

6、本发明提供的一种薄底厚外缘钣制盘类件的成形方法，通过第一下芯模外侧下部设有向外凸出的环形限位台阶，用于对旋弯增厚件及旋平增厚件的增厚外缘进行限位，保证增厚外缘的厚度。

附图说明

图1是本发明的方法流程图。

图2是本发明的落料件的俯视图。

图3是本发明的带中心定位孔的冲孔件的俯视图。

图4是本发明的翻边件的纵剖视图。

图5是本发明的旋弯增厚件的纵剖视图。

图6是本发明的旋平增厚件的纵剖视图。

图7是本发明的薄底厚外缘件的纵剖视图。

图8是本发明的旋弯增厚及旋平增厚步骤的结构示意图。

图9是本发明的旋压镦粗及整形步骤的结构示意图。

图10是本发明的实施例所提及的双质量飞轮驱动齿盘俯视图。

图11为图8的A处放大图。

图中标号：1落料件、2中心定位孔、3冲孔件、4翻边件、5劣弧状外缘、6第一上芯模、 7第一下芯模、8半圆凸筋、9环形限位台阶、10底板、11旋弯轮、12旋平轮、13圆弧形凹槽、14柱面、15增厚外缘、16旋弯增厚件、17平直外缘、18旋平增厚件、19第二上芯模、 20第二下芯模、21旋压镦粗轮、22旋压整形轮、23工作面、24薄底厚外缘件，25双质量飞轮驱动齿盘。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本实施例公开了一种薄底厚外缘钣制盘类件的成形工艺，该成形工艺按如下步骤进行：如图1所示为薄底厚外缘钣制盘类件的成形工艺的工艺流程：

步骤一、落料。对厚度为2mm～4mm的来料板材进行剪切落料获得圆形的落料件1；落料件1结构示意图如图2所示；

步骤二、冲中心定位孔。将落料件1中心在冲床上进行冲中心孔,得到带中心定位孔2的冲孔件3，中心定位孔2有利于后续成形中零件的固定及定位，带中心定位孔2的冲孔件3 结构示意图如图3所示；

步骤三、翻边。对冲孔件3的圆周边缘进行翻边，得到外缘为劣弧形状的翻边件4，劣弧状外缘5有利于后续对翻边件4进行旋弯增厚，控制金属流动，外缘为劣弧形状的翻边件 4结构示意图如图4所示；

步骤四、旋弯增厚。将翻边件4置于旋压机进行旋弯增厚成形，旋弯增厚成形的过程为：首先在旋压机的转台上安装第一上芯模6及第一下芯模7，其中第一上芯模6下端面上每隔一定距离设有半径为0.3mm的半圆凸筋8用于第一芯模合模时卡紧翻边件4，防止旋压过程中板料的失稳，第一下芯模7外侧下部设有向外凸出的环形限位台阶9用于对旋弯增厚件16 的增厚外缘15进行限位，同时在第一芯模上同轴安装好翻边件4，使得翻边件的底板10呈水平放置，然后在翻边件的劣弧状外缘5的两侧分别安装好旋弯轮11和旋平轮12，所述旋弯轮11的外圆周面上设有一圈弧形凹槽13，所述旋平轮12的外圆周面为柱面14；启动旋压机，使第一芯模带动翻边件4一起旋转，同时旋弯轮11沿着径向朝靠近翻边件4的方向水平进给，旋弯轮11的弧形凹槽13逐渐压向翻边件的劣弧状外缘5，使得翻边件4的劣弧状外缘5增厚形成增厚外缘15，然后将旋弯轮11退出，得到旋弯增厚件16，旋弯增厚件16结构示意图如图5所示；

步骤五、旋平增厚。旋弯轮11退出后，将旋平轮12沿着径向朝靠近旋弯增厚件16的方向水平进给，旋平轮的柱面14逐渐压向旋弯增厚件16的增厚外缘15，使得增厚外缘15形成一个与旋弯增厚件16的底板10相垂直的且厚度均匀的平直外缘17，然后将旋平轮12退出，得到旋平增厚件18，所述旋平增厚件18的平直外缘17的厚度大于底板10厚度，旋平增厚件18结构示意图如图6所示。旋弯增厚及旋平增厚模具结构示意图如图8所示；

步骤六、旋压镦粗及整形。将旋平增厚件18置于旋压机进行旋压镦粗及整形，旋压镦粗及整形成形的过程为：首先在旋压机的转台上安装第二上芯模19及第二下芯模20，其中第二上芯模19下端面上每隔一定距离设有半径为0.3mm的半圆凸筋8用于第二芯模合模时卡紧旋平增厚件18，防止旋压过程中板料的失稳。将旋平增厚件18同轴安装在第二上芯模19 和第二下芯模20之间，使第二上芯模19的外侧壁与旋平增厚件18的平直外缘17的内侧壁相贴合，所述第二下芯模20的外径大于旋平增厚件18的外径；然后在旋平增厚件18的平直外缘17上方安装好旋压镦粗轮21，并在旋平增厚件18的平直外缘17的外侧安装好旋压整形轮22，使旋压整形轮22的工作面23与旋平增厚件18的平直外缘17外侧面相贴合；启动旋压机，使第二芯模带动旋平增厚件18一起旋转，同时使得旋压镦粗轮21向下竖直进给压向旋平增厚件18的平直外缘17的上端面，并使旋压整形轮22沿径向朝远离旋平增厚件18 的方向水平进给，实现对旋平增厚件18的平直外缘17的镦粗及整形，得到薄底厚外缘件24，所述薄底厚外缘件24的外缘厚度为底板厚度的3～5倍，薄底厚外缘件24的结构示意图如图 7所示，旋压镦粗及整形模具结构示意图如图9所示。

实施例1

对某汽车用双质量飞轮驱动齿盘25采用整体旋压成形方法，将厚度为3mm的初始板料通过旋压成形工艺，形成外缘厚度为10.5mm的双质量飞轮驱动齿盘25，具体包括以下步骤：

(1)落料：对厚度为3mm的来料板材进行剪切落料获得圆形的落料件1；

(2)冲中心定位孔：对落料件中心进行冲孔2(孔直径为40mm)，制得带中心定位孔2的冲孔件3；

(3)翻边：对冲孔件的圆周边缘进行翻边，得到外缘为劣弧形状5的翻边件4；

(4)旋弯增厚：在旋压机的转台上安装第一芯模，芯模转动速度为300r/min，所述第一芯模上同轴安装好翻边件4，使得翻边件4的底板10呈水平放置，然后在翻边件4的劣弧状外缘 5的两侧分别安装好旋弯轮11和旋平轮12，所述旋弯轮11的外圆周面上设有一圈弧形凹槽 13圆弧半径为10mm，所述旋平轮12的外圆周面为柱面14其长度为15mm；启动旋压机，使第一芯模带动翻边件4一起旋转，同时旋弯轮11沿着径向朝靠近翻边件4的方向水平进给，旋弯轮11径向进给速度为1.5mm/s～2.0mm/s，进给率为0.2mm/r～0.3mm/r，旋弯轮11的弧形凹槽13逐渐压向翻边件4的劣弧状外缘5，使得翻边件4的劣弧状外缘5增厚形成增厚外缘 15，然后将旋弯轮退出，得到旋弯增厚件16；

(5)旋平增厚：旋弯轮11退出后，将旋平轮11沿着径向朝靠近旋弯增厚件16的方向水平进给，径向进给速度为1.5mm/s～2.0mm/s，进给率为0.2mm/r～0.3mm/r，旋平轮11的柱面14 逐渐压向旋弯增厚件16的增厚外缘15，使得增厚外缘15形成一个与旋弯增厚件16的底板 10相垂直的且厚度均匀的平直外缘17，然后将旋平轮12退出，得到旋平增厚件18，所述旋平增厚件18的平直外缘17的厚度为6mm；

(6)旋压镦粗及整形：在旋压机的转台上安装第二芯模，芯模转动速度为200r/min，所述第二芯模包括第二上芯模19和第二下芯模20，将旋平增厚件18安装在第二上芯模19和第二下芯模20之间，使第二上芯模19的外侧壁与旋平增厚件18的平直外缘17的内侧壁相贴合，所述第二下芯模20的外径大于旋平增厚件18的外径；然后在旋平增厚件18的平直外缘17 上方安装好旋压镦粗轮21，旋压镦粗轮21侧面围绕圆柱体侧面开设有一与水平面平行长度为35mm的光面23，同时有一与水平面呈45°斜面与光面连接起来，并在旋平增厚件18的平直外缘17的外侧安装好旋压整形轮22，旋压整形轮22侧面围绕圆柱体侧面开设一阶梯工作面23，所述阶梯工作面23有与水平面平行长度为15mm的上光面及25mm的下光面使旋压整形轮22的工作面23与旋平增厚件18的平直外缘17外侧面相贴合；启动旋压机，使第二芯模带动旋平增厚件18一起旋转，同时使得旋压镦粗轮21向下竖直进给压向旋平增厚件18 的平直外缘17的上端面，向下进给速度为0.5mm/s～0.8mm/s，进给率为0.15mm/r～0.24mm/r，并使旋压整形轮22沿径向朝远离旋平增厚件18的方向水平进给，水平进给速度为 0.5mm/s～0.8mm/s，进给率为0.15mm/r～0.24mm/r，实现对旋平增厚件18的平直外缘17的镦粗及整形，得到薄底厚外缘件24，所述薄底厚外缘件24的外缘厚度10.5mm；

(7)机加工：在车床上对薄底厚外缘件24进行车加工，制备出双质量飞轮驱动齿盘25如图 10所示。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。