一种两级式板制皮带轮的旋压工艺的专用工装的制作方法

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，特别是同直径两组槽型的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，汽车发动机的板制旋压皮带轮主要采用一组槽型进行传动，采用两组槽型进行不同绕向的皮带轮大多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，用现有的旋压成型工艺在制作同直径两级式板制皮带轮的旋压成型过程中容易出现槽型不成形、中间凸出部位有夹层、中间凸出部位对应内壁有凹陷等缺陷导致失效，尤其是槽数多的，在国内尚没有成功实现同直径两级式板制旋压皮带轮生产的先例。

技术实现要素：

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槽型不成形问题、中间凸出部位有分层问题，有效保证产品质量的两级式板制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包括上芯模、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连接盘连接，下芯模与装配在旋压设备下主轴的连接盘连接，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卷轮，第一预成型旋轮上部有凹槽，下部有凹槽；第二预成型旋轮为平轮，其下部有凹槽，凹槽的深度大于第一预成型旋轮中凹槽的深度；初成型旋轮下部有凹槽，凹槽深度大于第二预成型旋轮中凹槽的深度；精整旋轮下部有凹槽，精整旋轮的凹槽的深度大于初成型旋轮的凹槽的深度。

本实用新型所述第一预成型旋轮上部有凹槽形状为抛物线型。

本实用新型第一预成型旋轮的凹槽、第二预成型旋轮的凹槽、初成型旋轮的凹槽、精整旋轮的凹槽的高度位置相同。

本实用新型精整旋轮上的凹槽的深度与产品最终要求的槽型高度对应。

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，避免急剧变形而开裂，而最关键的就在于前三步。针对同直径两级式板制皮带轮上部板料减薄、储存材料少，工步①采用卷旋，在成型轮上部加抛物线形状凹槽，它的作用是促使下部材料向上部流动适量的材料，以保证上面几个齿形有足够的材料储备，避免上部齿形不成形可能；在成型轮下部加凹槽，它的作用是提前储备材料适量材料，避免造成凸出部位两边相邻的两个齿因缺料不成形，同时避免中间凸出部位有夹层及其对应内壁有凹陷。工步②采用平旋，在成型轮下部加凹槽，其深度大于工步①旋轮对应部位的深度，它的作用是继续储备材料适量材料，避免造成凸出部位两边相邻的两个齿因缺料不成形，同时避免中间凸出部位有夹层及其对应内壁有凹陷，时采用相对标准槽型较为缓和的过渡，使槽型初具形状。工步③采用初旋，在成型轮下部加凹槽，其深度大于工步②旋轮对应部位的深度，它的作用是继续储备材料适量材料，避免造成凸出部位两边相邻的两个齿因缺料不成形，同时避免中间凸出部位有夹层及其对应内壁有凹陷，最后工步④精旋使槽型全部到位。

本实用新型的有益效果是，解决了同直径两级式板制旋压皮带轮的槽型不成形问题，既有效避免了中间凸出部位有夹层，又克服了中间凸出部位对应内壁有凹陷的问题；实现了稳定的旋压生产，提供了合格的同直径两级式板制旋压皮带轮。

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。

具体实施方式

如图1所示，1为所要求的板制旋压皮带轮，槽型，产品为回转件，上部为10槽多楔式、下部5槽多楔式风扇皮带轮，外径φ181mm。

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连接盘5连接，下芯模3与装配在旋压设备下主轴的连接盘4连接，第一预成型旋轮4′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′为工步①成型后的中间凸出部位，4′是第一预成型旋轮，5′是第一预成型旋轮的上部抛物线形状凹槽，6′是第一预成型旋轮的下部凹槽。第一预成型旋轮4′在工作中呈水平运动，将母材沿预成型旋轮上部的抛物线形状凹槽和下部凹槽向外凸起。在此过程中材料流动极为剧烈，因装备精度、原材料的各向异性等会造成材料流动出现分配不均匀，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4′为卷轮，其上部有抛物线形状凹槽5′，通过对抛物线形状凹槽5′来控制材料流向和流动量，使其均匀流动，以保证上部几个齿对应部位有足够材料储备供后续工步旋压，同时下部凹槽6′储备适量材料，避免旋压过程中出现中间凸出部位有夹层及其对应内壁有凹陷的情况。

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连接盘5连接，下芯模3与装配在旋压设备下主轴的连接盘4连接，第二预成型旋轮9′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，8′为工步②成型后的中间凸出部位，10′是第二预成型旋轮9′上的凹槽。第二预成型旋轮9′上的凹槽10′其深度大于工步①旋轮对应部位深度，该凹槽深度需要精确控制。若凹槽10′深度过深，材料储备较多，在中间凸出部位相邻两个齿对应部位材料即会减少，会导致后续工步旋压缺料导致齿形不成形，同时中间凸出部位对应内壁会出现凹陷；若凹槽10′深度过浅，中间凸出部位材料会与第二预成型旋轮9′过度接触导致中间凸出部位有夹层。因此第二预成型旋轮9′上的凹槽10′的深度较重要，主要是控制中间凸出部位的材料适量储备。

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连接盘5连接，下芯模3与装配在旋压设备下主轴的连接盘4连接，初成型旋轮13′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，11′为工步③成型后的形状，12′为工步③成型后的中间凸出部位， 14′是初成型旋轮13′上的凹槽。初成型旋轮13′上的凹槽14′其深度大于工步②旋轮对应部位深度，该凹槽深度需要精确控制。若凹槽14′深度过深，材料储备较多，在中间凸出部位相邻两个齿对应部位材料即会减少，会导致后续工步旋压缺料导致齿形不成形，同时中间凸出部位对应内壁会出现凹陷；若凹槽14′深度过浅，中间凸出部位材料会与初成型旋轮13′过度接触导致中间凸出部位有夹层。因此初成型旋轮13′上的凹槽14′的深度较重要，主要是进一步控制中间凸出部位的材料适量储备。

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连接盘5连接，下芯模3与装配在旋压设备下主轴的连接盘4连接，精整旋轮15′对应装于旋轮轴上。11′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，16′是精整旋轮15′上的凹槽。精整旋轮15′上的凹槽16′其深度大于工步③旋轮对应部位深度，与产品最终要求的高度对应。这一工步材料的变形量较小，主要起精整作用。