專利名稱：一種內(nèi)孔雙面凸臺沖壓拉深成型模具及其工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種沖壓模具及其成型方法，尤其是指一種內(nèi)孔雙面凸臺沖壓拉深成型模具及其工藝方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)今汽車制造都在努力減輕發(fā)動機(jī)重量而增大其負(fù)荷能力，圖I、圖2所示是應(yīng)運而生的汽車發(fā)動機(jī)中的兩種高端皮帶輪產(chǎn)品，由于它們的支撐幅板位于皮帶載荷及軸承中心處，因此它們具有重量輕、強(qiáng)度高、出力大的優(yōu)點。它們的制造工藝是，先鑄造或鍛造料 坯，然后再經(jīng)車削加工成為皮帶輪。這種傳統(tǒng)工藝方法其缺點是質(zhì)量較不穩(wěn)定、動平衡差，氣孔、夾渣、疏松、金相組織不均勻等，生產(chǎn)效率低，原材料利用率低，費工費力費料，經(jīng)濟(jì)上加工成本高。如果用圖3所示帶孔的圓鋼板為坯料，讓它內(nèi)孔先形成一定厚度和高度的雙面凸臺，如圖6所示，再將這種半成品件旋壓加工成圖I或圖2皮帶輪，就會使制造工藝變得很簡潔而容易，而且產(chǎn)品質(zhì)量必然會上升一個新的臺階。為了得到內(nèi)孔雙面凸臺，業(yè)內(nèi)人士一直在探索，試圖按最簡單的工藝方法進(jìn)行雙面拉深，但是只憑普通的模具和簡單的工藝過程控制是達(dá)不到要求的，往往會造成材料變形過度(超過材料許用變形值)，產(chǎn)品斷裂，不得不半途而廢。如果用帶孔的圓鋼板采取旋壓的方法來產(chǎn)生內(nèi)孔雙面凸臺，也會出現(xiàn)很多不良后果，因為對這種形狀材料的旋壓會改變并破壞材料原有軋制的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)和金屬流線，從而極大的降低金屬的原有強(qiáng)度，甚至無法對其強(qiáng)度進(jìn)行有限元分析；同時，用這種制品作坯料加工出來的皮帶輪產(chǎn)品其輪輻表面極其粗糙，很不美觀，因而這種工藝方法實際上并不可行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)缺陷，提供一種工藝過程簡潔，生產(chǎn)效率高，原材料利用率高，具有廣闊的實用經(jīng)濟(jì)價值的內(nèi)孔雙面凸臺沖壓拉深成型模具及其工藝方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種內(nèi)孔雙面凸臺沖壓拉深成型模具，包括相互配合的凹凸模和彈性壓料板，其特征在于所述的相互配合的凹凸模有第一預(yù)成型模具，第二預(yù)成型模具和第三成型模具，第一預(yù)成型模具的凸模前端輪廓形狀由兩段不同半徑的漸開線組成，第二預(yù)成型模具的凸模前端具有一環(huán)形臺階面，第三成型模具的凸模前端輪廓由多級不同半徑的漸開線組成。進(jìn)一步的所述的第三成型模具的彈性壓料板的內(nèi)孔處開有凹槽。采用以上模具的內(nèi)孔雙面凸臺沖壓拉深成型工藝方法，包括以下具體步驟
步驟I:將帶孔的圓鋼板坯料定位放置在第一預(yù)成型模具的凹模上，用彈性壓料板壓
緊，油壓機(jī)帶動第一預(yù)成型模具的凸模下行，慢速壓制成型，形成第一凸臺；
步驟2 :油壓機(jī)上行，將工件取出，翻面，定位放置在第二預(yù)成型模具的凹模上；
步驟3 :用彈性壓料板壓緊第二預(yù)成型模具凹模上的工件，油壓機(jī)帶動第二預(yù)成型模具的凸模下行，慢速壓制成型，形成第二面微型凸臺；
步驟4 :油壓機(jī)上行，將工件取出，定位放置在第三成型模具的凹模上；
步驟5 :用彈性壓料板壓緊第三成型模具凹模上的工件，油壓機(jī)帶動第三成型模具的凸模下行，慢速壓制成型，形成第二凸臺；
步驟6 :油壓機(jī)上行，將完成工件取出。進(jìn)一步的，所述的工藝方法由PLC系統(tǒng)控制油壓機(jī)下行的深度和速度。采用以上模具和工藝方法生產(chǎn)出的產(chǎn)品的加工表面具有和料坯表面相同的光潔度，產(chǎn)品的內(nèi)部金相組織具有金屬流線連續(xù)、組織致密的特點，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有所提高。



下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖I是現(xiàn)有高強(qiáng)度皮帶輪成品一；
圖2是現(xiàn)有高強(qiáng)度皮帶輪成品二 ；
圖3是本發(fā)明所用的帶孔的圓鋼板坯料；
圖4是本發(fā)明第一預(yù)成型模具完成的工件；
圖5是本發(fā)明第二預(yù)成型模具完成的工件；
圖6是本發(fā)明制成的內(nèi)孔雙面凸臺成型制件；
圖7本發(fā)明第一預(yù)成型模具；
圖8本發(fā)明第二預(yù)成型模具；
圖9本發(fā)明第三成型模具；
圖10是本發(fā)明制成工件的內(nèi)部金相照片；
圖11是現(xiàn)有技術(shù)制成工件的內(nèi)部金相照片；
其中1、圓鋼板坯料，11、內(nèi)孔，12、第一凸臺，13、第二面微型凸臺，14、第二凸臺，2、凹模，3、彈性壓料板，4、第一預(yù)成型凸模，5、第二預(yù)成型凸模，6、第三成型凸模，7、第三成型彈性壓料板。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
，對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。圖I、圖2所示現(xiàn)有汽車發(fā)動機(jī)中的兩種高端皮帶輪產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖。圖3、圖4、圖5、圖6所示圓鋼板坯料I到雙面凸臺工件經(jīng)過模具加工發(fā)生的變化。圖7是第一預(yù)成型模具，包括凹模2、凸模4、彈性壓料板3，凸模4前端輪廓形狀由兩段不同半徑的漸開線組成。將圓鋼板坯料I定位放置在凹模2上，用彈性壓料板3壓緊圓鋼板坯料1，凸模4的中心線與圓鋼板坯料I的內(nèi)孔11的中心線對齊，油壓機(jī)帶動凸模4下行慢速壓制成型，形成第一凸臺12，第一預(yù)成型模具完成工件如圖4所示。圖8是第二預(yù)成型模具，包括凹模2、凸模5、彈性壓料板3，凸模5的前端具有一環(huán)形臺階面。將經(jīng)第一預(yù)成型模具完成的工件翻面定位放置在凹模2上，凸模5的環(huán)形臺階面的尺寸與圓鋼板坯料I的第一凸臺12相互配合，用彈性壓料板3壓緊圓鋼板坯料1，油壓機(jī)帶動凸模5下行慢速壓制成型，形成第二面微型凸臺13，第二預(yù)成型模具完成工件如圖5所示。
圖9是第三成型模具，包括凹模2、凸模6、第三成型彈性壓料板7，凸模6的前端輪廓由多級不同半徑的漸開線組成，彈性壓料板7內(nèi)孔處開有凹槽。將經(jīng)第二預(yù)成型模具完成的工件定位放置在凹模2上，用彈性壓料板3壓緊圓鋼板坯料1，第三成型彈性壓料板7上的凹槽與圓鋼板坯料I的第一凸臺12相互配合，油壓機(jī)帶動凸模6下行慢速壓制成型，形成第二凸臺14，第三成型模具完成工件如圖6。圖10、圖11分別是本發(fā)明制造出產(chǎn)品的內(nèi)部金相照片和現(xiàn)有技術(shù)制造的產(chǎn)品內(nèi)部金相照片，對比發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)制造的產(chǎn)品，產(chǎn)品金相圖中金屬流線明顯被切斷，組織致密度保持不變，而本發(fā)明制造出的產(chǎn)品金相圖中金屬流線連續(xù)，組織致密，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提聞。 盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上對本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)孔雙面凸臺沖壓拉深成型模具，包括相互配合的凹凸模和彈性壓料板，其特征在于所述的相互配合的凹凸模有第一預(yù)成型模具，第二預(yù)成型模具和第三成型模具，第一預(yù)成型模具的凸模前端輪廓形狀由兩段不同半徑的漸開線組成，第二預(yù)成型模具的凸模前端具有一環(huán)形臺階面，第三成型模具的凸模前端輪廓由多級不同半徑的漸開線組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)孔雙面凸臺沖壓拉深成型模具，其特征在于所述的第三成型模具的彈性壓料板的內(nèi)孔處開有凹槽。
3.—種內(nèi)孔雙面凸臺沖壓拉深成型工藝方法，采用權(quán)利要求I或2所述模具，其特征在于包括以下步驟 步驟I :將帶孔的圓鋼板坯料定位放置在第一預(yù)成型模具的凹模上，用彈性壓料板壓緊，油壓機(jī)帶動第一預(yù)成型模具的凸模下行，慢速壓制成型，形成第一凸臺； 步驟2 :油壓機(jī)上行，將工件取出，翻面，定位放置在第二預(yù)成型模具的凹模上； 步驟3 :用彈性壓料板壓緊第二預(yù)成型模具凹模上的工件，油壓機(jī)帶動第二預(yù)成型模具的凸模下行，慢速壓制成型，形成第二面微型凸臺； 步驟4 :油壓機(jī)上行，將工件取出，定位放置在第三成型模具的凹模上； 步驟5 :用彈性壓料板壓緊第三成型模具凹模上的工件，油壓機(jī)帶動第三成型模具的凸模下行，慢速壓制成型，形成第二凸臺； 步驟6 :油壓機(jī)上行，將完成工件取出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)孔雙面凸臺沖壓拉深成型工藝方法，其特征在于由PLC系統(tǒng)控制油壓機(jī)下行的速度和深度。
全文摘要
一種內(nèi)孔雙面凸臺沖壓拉深成型模具，包括相互配合的凹凸模和彈性壓料板，其特征在于所述的相互配合的凹凸模有第一預(yù)成型模具，第二預(yù)成型模具和第三成型模具，第一預(yù)成型模具的凸模前端輪廓形狀由兩段不同半徑的漸開線組成，第二預(yù)成型模具的凸模前端具有一環(huán)形臺階面，第三成型模具的凸模前端輪廓由多級不同半徑的漸開線組成，采用本發(fā)明工藝過程簡潔，生產(chǎn)效率高，原材料利用率高，具有廣闊的實用經(jīng)濟(jì)價值。
文檔編號B21D22/20GK102962360SQ20121050825
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者林蘇華, 羅廣梅, 王鐵璇, 劉井龍 申請人:廈門捷訊汽車零部件有限公司