专利名称：单边有小轮辐结构汽车解耦电机皮带轮制造装置及工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及皮带轮制造领域，特别涉及一种单边有小轮辐结构汽车解耦电机皮带轮制造装置及工艺。
背景技术：
自2008年以来，传统的汽车电机皮带轮逐渐被一种专利产品——汽车解耦电机皮带轮总成(One-way clutch Alternator Decoupler，简称0AD)所取代。由于后者大为改善了电机变速的平滑性，能节油m 3%以上，并且其抗疲劳能力增加一倍，因此市场前景十分广阔。
汽车解耦电机皮带轮总成最初是LITENS (莱顿)公司于2003年发明的专利，后来经改进，作了一些结构的变动，发明出新一代0AD，两者之间构造稍异，其原理和功能基本相同，莱顿公司在中国大陆申请了汽车解耦电机皮带轮总成(OAD)的发明专利，其专利号为 ZL 03816543. 0。
制造皮带轮的方法层出不穷，长期以来大多先以板、管或铸造形成管状坯料，后经切削加工去除多余材料的工艺，而近年来旋转冷挤压制造皮带轮的工艺因其高质量、高效率、省材料的特点后来居上。可是，解耦汽车电机皮带轮总成中的皮带轮现有制造工艺依然停留在原来的状态。其原因是众所周知，汽车产业零部件制造技术标准和工艺要求高于其他一般产业零部件制造标准，而OAD中的皮带轮槽底厚度很薄，若以旋转冷挤压制造这样的皮带轮，旋转滚轮必须在径向对料坯施加很大压力。但是由于它没有轮辐，料坯无法在旋转冷挤压的工装模具中被可靠夹紧，因为旋转冷挤压设备仅能在轴向上给予料坯夹紧力， 而钢管料坯的端面面积很小，所以无法被可靠夹紧，当旋转滚轮对料坯施加压力时，料坯必然打滑。有鉴于此，到目前尚未见到以旋转挤压法加工OAD皮带轮的制造工艺。事实上，目前所有用旋转冷挤压工艺制造汽车皮带轮均要求皮带轮为有轮辐结构，以便工艺可行。
解耦汽车电机皮带轮总成(OAD)的皮带轮本体结构目前主要有两种一、无轮辐结构，这是一种无轮辐薄壁长桶形结构，其桶形外径表面带有多个高精度的槽，槽底最薄处壁厚仅有1. 3 mm，截面如图2所示；二、单边有小轮辐结构，与无轮辐结构相比较，其桶形外表面同样带有多个凹槽，同样是薄壁长桶形结构，槽底最薄处壁厚也仅有1. 3 mm。不同之处在于，单边有小轮辐结构皮带轮的桶形底部具有带凸台的小轮辐边缘，小轮辐的内槽中有一个轴向窄台，其功能是用来固定弹簧，截面如图1中阴影部分所示。
有小轮辐结构OAD皮带轮现有的制造工艺是首先铸造毛坯，先经多道车削加工出其外表面多条凹槽，再铣削出小轮辐的内槽。这种制造工艺明显存在的缺点是由于其薄壁深桶形铸造，成品率很低。车削和铣削过程原材料利用率较低，加工效率低，一次合格率较低，因此在经济上制造成本高；在质量上，其外表凹槽难以车削到很高的光洁度(导致汽车发动机高速运行时有噪音隐患)，同时薄壁铸件不仅成品率低，强度更是难以保证。发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于设计一种生产效率高，原材料利用率高，合格率高、加工成本低且皮带轮强度好的一种单边有小轮辐结构汽车解耦电机皮带轮制造装置及工艺。
为达到上述目的，本发明所提供的技术方案为一种单边有小轮辐结构汽车解耦电机皮带轮制造装置，包括无轮辐汽车解耦电机皮带轮制造模具，所述的无轮辐汽车解耦电机皮带轮制造模具包括上模结构和下模结构，所述的上模结构为带有轴承的高硬度旋转轮，所述的下模结构包括左、右夹紧装置和高硬度左、右芯棒，所述的左夹紧装置和右夹紧装置将套在高硬度左、右芯棒上的管坯夹紧固定，所述的高硬度旋转轮上具有与无轮辐汽车解耦电机皮带轮相对应的槽，其特征在于还包括小轮辐制造装置、过盈配合装置，所述的小轮辐制造装置为车削设备；所述的右夹紧装置和左夹紧装置中至少有一个为给管坯提供足够的径向抱紧力的径向夹紧装置。
进一步，所述的径向夹紧装置的一种为弹簧夹头，所述的弹簧夹头包括内抱紧弹簧夹头、弹簧夹头外套、矩型弹簧，所述的内抱紧弹簧夹头含有一供管坯插入并夹紧的分瓣管口，且通过矩型弹簧与弹簧夹头外套相连。
优选的，所述的内抱紧弹簧夹头接触管坯表面部位具有多个尖角凸起。
进一步，所述的径向夹紧装置的另一种为液压三爪夹头。
优选的，所述的液压三爪夹头接触管坯表面部位具有多个尖角凸起。
进一步，所述的管坯为无缝钢管。
本发明还包括单边有小轮辐结构汽车解耦电机皮带轮制造工艺，其特征在于包括如下步骤步骤1 制作无轮辐汽车解耦电机皮带轮高硬度右芯棒和右夹紧装置一起向右移开， 管坯套入高硬度左芯棒上；高硬度右芯棒和右夹紧装置一起向左移动与高硬度左芯棒、左夹紧装置合模，将管坯轴向夹紧和径向夹紧；将高硬度左芯棒、左夹紧装置、高硬度右芯棒、 管坯、右夹紧装置一起旋转；带有轴承的高硬度旋转轮向管坯移动，接触到管坯后被动旋转但仍继续向前移动，管坯在被高硬度旋转轮强力旋压进给的始终一直保持高速旋转而不打滑，直至管坯被挤压达到规定尺寸，成型为无轮辐汽车解耦电机皮带轮半成品，去除半成品两边的多余部分，得无轮辐汽车解耦电机皮带轮成品；步骤2 制作小轮辐用车削方法制造出带凸台的圆形钢环作为小轮辐； 步骤3:将小轮辐以过盈配合方式压入无轮辐皮带轮内孔的底部，成为单边有小轮辐结构汽车解耦电机皮带轮。
进一步，步骤1所述的管坯由机械手套入高硬度左芯棒上。
进一步，步骤1所述的合模的合模力为80吨。
进一步，为加强二者之间的结合力，根据皮带轮不同负荷，可在在无轮辐汽车解耦电机皮带轮和小轮辐间点焊、打入加强销或冲出铆钉，以保证连接强度。
采用上述技术方案，本发明工艺方法制造的单边有小轮辐OAD皮带轮其上半部由旋压加工而成，具有低成本高质量的特点；其结构简单的下半部则以简单的车削方法制造， 同样具有低成本高质量的优点，它们的结合体除了具有外形美观，重量轻，噪音小，转动惯量小，动平衡好等优越性能以外，在经济上比原有工艺节省材料50%，加工成本低30%，一次合格率接近100%，因而总体经济效益可提高近100% ；在质量上凹槽的表面光洁度可达到RaO. 5,同时由于冷作硬化，经过负荷试验证明，皮带轮的强度可提高100%。以两件式结构替代一体结构，使用过盈压入方式使两部件紧密结合在一起的制造小轮辐解耦电机皮带轮的工艺方法，实现了低成本高质量。
图1为现有技术采用车削制备单边有小轮辐结构汽车解耦电机皮带轮的示意图； 图2为无轮辐汽车解耦电机皮带轮结构示意图；图3为单边有小轮辐结构汽车解耦电机皮带轮制造装置基本结构图； 图4为无轮辐汽车解耦电机皮带轮制造模具基本结构图； 图5为内抱紧弹簧夹头接触管坯表面部位具有多个尖角凸起的示意图； 图6为本发明方法制造的单边有小轮辐结构汽车解耦电机皮带轮基本结构图； 其中1.高硬度左芯棒、2.高硬度右芯棒、3.左夹紧装置、31.弹簧夹头外套、32.矩型弹簧、33.内抱紧弹簧夹头、330.尖角凸起、4.高硬度旋转轮、5.成型皮带轮、6.轴承、7.右夹紧装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式
，对本发明做进一步说明。
如图3所示，一种单边有小轮辐结构汽车解耦电机皮带轮制造装置，包括无轮辐汽车解耦电机皮带轮制造模具、小轮辐制造装置、过盈配合装置；所述的小轮辐制造装置为车削设备；所述的无轮辐汽车解耦电机皮带轮制造模具，如图4所示，包括上模结构和下模结构，上模结构为带有轴承6的高硬度旋转轮4，高硬度旋转轮4上具有与无轮辐汽车解耦电机皮带轮相对应的槽；下模结构包括左、右夹紧装置3和7以及高硬度左、右芯棒1和2， 左夹紧装置3和右夹紧装置7将套在高硬度左芯棒1和高硬度右芯棒2上的管坯夹紧固定，右夹紧装置7和左夹紧装置3都具有为管坯提供足够的径向抱紧力的径向夹紧装置，如图4所示，夹紧装置3的径向夹紧装置是一种弹簧夹头，所述的弹簧夹头包括内抱紧弹簧夹头33、弹簧夹头外套31、矩型弹簧32，内抱紧弹簧夹头33含有一供管坯插入并夹紧的分瓣管口，且通过矩型弹簧32与弹簧夹头外套31相连；如图5所示，内抱紧弹簧夹头33接触管坯表面部位具有多个尖角凸起330，进一步确保管坯在被挤压时可靠夹紧。右夹紧装置 7的径向夹紧装置是一种液压三爪夹头，为了确保管坯在被挤压时可靠夹紧，液压三爪夹头接触管坯表面部位也可以设有多个尖角凸起。(注图4仅仅为本发明的优选方式，只需要在左夹紧装置和右夹紧装置中至少一边设有径向夹紧装置即可达到较好的夹紧效果。)一种单边有小轮辐结构汽车解耦电机皮带轮制造工艺，其特征在于包括如下步骤 步骤1 制作无轮辐汽车解耦电机皮带轮高硬度右芯棒和右夹紧装置一起向右移开， 用机械手将管坯套入高硬度左芯棒上，高硬度右芯棒和右夹紧装置一起向左移动，与高硬度左芯棒、左夹紧装置合模，合模力可达80吨，将管坯轴向夹紧和径向夹紧；将高硬度左芯棒、左夹紧装置、高硬度右芯棒、管坯、右夹紧装置一起旋转；带有轴承的高硬度旋转轮向管坯移动，接触到管坯后被动旋转但仍继续向前移动，管坯在被高硬度旋转轮强力旋压进给的始终一直保持高速旋转而不打滑，直至管坯被挤压达到规定尺寸，成型为无轮辐汽车解耦电机皮带轮半成品，去除半成品两边的多余部分，得无轮辐汽车解耦电机皮带轮成品；步骤2 制作小轮辐用车削方法制造出带凸台的圆形钢环作为小轮辐； 步骤3 将小轮辐以过盈配合方式压入无轮辐皮带轮内孔的底部，成为单边有小轮辐结构汽车解耦电机皮带轮。
进一步，为加强二者之间的结合力，根据皮带轮不同负荷，在无轮辐汽车解耦电机皮带轮和小轮辐的结合部点焊、打入加强销或冲出铆钉，以保证连接强度。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种单边有小轮辐结构汽车解耦电机皮带轮制造装置，包括无轮辐汽车解耦电机皮带轮制造模具，所述的无轮辐汽车解耦电机皮带轮制造模具包括上模结构和下模结构，所述的上模结构为带有轴承的高硬度旋转轮，所述的下模结构包括左、右夹紧装置和高硬度左、右芯棒，所述的左夹紧装置和右夹紧装置将套在高硬度左、右芯棒上的管坯夹紧固定， 所述的高硬度旋转轮上具有与无轮辐汽车解耦电机皮带轮相对应的槽，其特征在于还包括小轮辐制造装置、过盈配合装置，所述的小轮辐制造装置为车削设备；所述的右夹紧装置和左夹紧装置中至少有一个为给管坯提供足够的径向抱紧力的径向夹紧装置。
2.根据权利要求1所述的一种单边有小轮辐结构汽车解耦电机皮带轮制造装置，其特征在于所述的径向夹紧装置为弹簧夹头，所述的弹簧夹头包括内抱紧弹簧夹头、弹簧夹头外套、矩型弹簧，所述的内抱紧弹簧夹头含有一供管坯插入并夹紧的分瓣管口，且通过矩型弹簧与弹簧夹头外套相连。
3.根据权利要求2所述的一种单边有小轮辐结构汽车解耦电机皮带轮制造装置，其特征在于所述的内抱紧弹簧夹头接触管坯表面部位具有多个尖角凸起。
4.根据权利要求1所述的一种单边有小轮辐结构汽车解耦电机皮带轮制造装置，其特征在于所述的径向夹紧装置为液压三爪夹头。
5.根据权利要求1所述的一种单边有小轮辐结构汽车解耦电机皮带轮制造装置，其特征在于所述的液压三爪夹头接触管坯表面部位具有多个尖角凸起。
6.根据权利要求1所述的一种单边有小轮辐结构汽车解耦电机皮带轮制造装置，其特征在于所述的管坯为无缝钢管。
7.—种单边有小轮辐结构汽车解耦电机皮带轮制造工艺，其特征在于包括如下步骤步骤1 制作无轮辐汽车解耦电机皮带轮高硬度右芯棒和右夹紧装置一起向右移开， 管坯套入高硬度左芯棒上；高硬度右芯棒和右夹紧装置一起向左移动与高硬度左芯棒、左夹紧装置合模，将管坯轴向夹紧和径向夹紧；将高硬度左芯棒、左夹紧装置、高硬度右芯棒、 管坯、右夹紧装置一起旋转；带有轴承的高硬度旋转轮向管坯移动，接触到管坯后被动旋转但仍继续向前移动，管坯在被高硬度旋转轮强力旋压进给的始终一直保持高速旋转而不打滑，直至管坯被挤压达到规定尺寸，成型为无轮辐汽车解耦电机皮带轮半成品，去除半成品两边的多余部分，得无轮辐汽车解耦电机皮带轮成品；步骤2 制作小轮辐用车削方法制造出带凸台的圆形钢环作为小轮辐；步骤3:将小轮辐以过盈配合方式压入无轮辐皮带轮内孔的底部，成为单边有小轮辐结构汽车解耦电机皮带轮。
8.根据权利要求7所述的一种单边有小轮辐结构汽车解耦电机皮带轮制造工艺，其特征在于步骤1所述的管坯由机械手套入高硬度左芯棒上。
9.根据权利要求7所述的一种单边有小轮辐结构汽车解耦电机皮带轮制造工艺，其特征在于步骤1所述的合模的合模力为80吨。
10.根据权利要求7所述的一种单边有小轮辐结构汽车解耦电机皮带轮制造工艺，其特征在于在无轮辐汽车解耦电机皮带轮和小轮辐间点焊、打入加强销或冲出铆钉。
全文摘要
本发明公开了一种单边有小轮辐结构汽车解耦电机皮带轮制造装置，包括无轮辐汽车解耦电机皮带轮制造模具、小轮辐制造装置、过盈配合装置；所述的小轮辐制造装置为车削设备，所述的无轮辐汽车解耦电机皮带轮制造模具包括上模结构和下模结构。本发明还公开了一种单边有小轮辐结构汽车解耦电机皮带轮制造工艺以两件式结构替代一体结构，使用过盈压入方式使两部件紧密结合在一起的制造小轮辐解耦电机皮带轮的工艺方法，实现了低成本高质量。
文档编号B23P23/00GK102501071SQ20111043258
公开日2012年6月20日 申请日期2011年12月21日 优先权日2011年12月21日
发明者卢超, 林元海, 罗广梅, 罗潮达 申请人:厦门捷讯汽车零部件有限公司