新型轻量化摇臂架及其曲冠部位成型工艺的制作方法

本发明涉及发动机配件制造技术领域，特别涉及新型轻量化摇臂架及其曲冠部位成型工艺。

背景技术：

随着汽车行驶速度的提高以及对环境保护的日益重视，发动机技术的革新都是向着轻量化、高效率、节能减排的方向发展。其中，配气机构是汽车发动机的重要组成部分，摇臂架作为配气机构的关键零部件，其结构的优化改进对发动机的发展有着重要的意义。

现有技术的一种摇臂架结构如图1所示：使用金属板材冲压成型，摇臂架一端是球窝；摇臂架另一端是作为气门承载面的曲冠部位，结构为“w”型，成型时侧壁需要180°折弯，传统的成型工艺是板料先折弯成“u”型，然后向上挤压折叠成“w”型。现有的结构存在些不足之处：

1、侧壁局部拉伸变薄现象严重，影响结构强度，有疲劳断裂的风险；2、两个侧壁之间存在间隙，没有相互贴合，因此刚性较差，工作时可能会产生振动异响，影响发动机的正常工作。3、摇臂架曲冠位置折叠所用材料较多，不适应目前发动机轻量化的要求。4、摇臂架成型工艺复杂，成本较高。

技术实现要素：

本发明要解决现有技术的问题，提供一种新型轻量化摇臂架及其曲冠部位成型工艺，该摇臂架曲冠部位结构成型不需要进行“u”型折弯再挤压折叠，而是直接对摇臂架侧壁进行挤压形成摇臂架曲冠挤压侧壁，在实现轻量化的同时增强原有结构的强度，并且大大简化了成型工艺，节省了成本。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

新型轻量化摇臂架，包括两块侧壁和两块底板，两块侧壁通过分别位于两端的底板连接，其中一端的底板处设有向上凸起的球窝及油孔，另一端的底板底面为承载面，其所在部位也称曲冠部，中间没有底板的侧壁上开设有销轴孔，位于所述承载面所在侧壁的外侧设有在竖直方向通过挤压形成的凹槽，从而在底板底部两侧形成挤压侧壁。配气机构还包括液压挺柱、凸轮组件和气门组件，球窝部分用于连接液压挺柱的球头，销轴孔用于通过销轴安装滚轮轴承组件，滚轮轴承组件与凸轮组件滚动相接，承载面与气门组件中的气门杆滑动相接。其中，挤压侧壁是为了避免气门杆在发动机快速运转过程中脱落，挤压侧壁的高度可以根据具体发动机结构进行调节。

作为优选，所述底板与所述侧壁的底部连接，即摇臂架整体呈u型结构，挤压侧壁全部通过形成凹槽的侧壁材料向下流动挤压形成，使摇臂架整体用料更省，重量更轻，达到了结构轻量化的目的。

作为优选，所述承载面为向下凸起的曲面结构，有利于减轻气门杆与承载面滑动时的摩擦。

作为优选，两块所述挤压侧壁之间的间距可调节且小于两块侧壁之间的间距，对气门杆侧向的位移进行很好的限位,避免现有摇臂架曲冠部位需要使用材料折弯再侧向挤压收缩，简化了工艺。同时，两挤压侧壁之间的距离可以根据实际结构进行灵活调节。

作为优选，所形成的凹槽可为上下贯通的槽状结构，也可为上下不贯通凹槽结构，凹槽的长度尺寸可以根据实际需要进行调整。

基于上述新型轻量化摇臂架的曲冠部位成型工艺包括：

第一步：利用冲压工艺整体成型摇臂架主体，加工形成球窝、油孔及销轴孔等结构，挤压冲裁后的摇臂架曲冠部位形成u型基本结构；

第二步：曲冠部位的侧壁外表面向内挤压形成初步挤压凹槽；

第三步：继续挤压初步挤压凹槽，使材料向上流动、堆积，初步挤压凹槽尺寸增加形成挤压长凹槽，并在承载面的两侧形成承载面凸起；

第四步：利用模具挤压承载面凸起，使承载面凸起高度增加形成承载面侧壁。

其中，上述工艺中，挤压长凹槽最终可成为上下贯通的槽状结构，也可为上下不贯通凹槽的结构。

本发明的有益效果在于：1、曲冠部位整体成型，加宽了曲冠部位最小截面宽度，有效加强了摇臂架的整体结构强度，降低了结构疲劳断裂的风险。

2、曲冠部位通过在侧壁设置挤压凹槽，令材料自然流动堆积形成的挤压侧壁的方法可以有效避免材料折叠引起的侧壁间隙。

3、挤压凹槽的尺寸可以根据实际结构需要进行调整，从而可以相应调整挤压形成的挤压侧壁高度，根据实际发动机结构可以设置不同的侧壁高度，构造更为灵活，而且足够的挤压侧壁高度可以保证在发动机快速运转时气门不容易脱落。

4、通过对结构挤压形成挤压侧壁，省去了因材料折叠形成多余的材料，使摇臂架用料更省，整体结构更轻，达到了结构轻量化的目的。

5、改变了现有摇臂架曲冠部位的结构，不再使用材料折弯再侧向挤压的工艺。

6、摇臂架成型工艺更简单，同等摇臂比的情况下转动惯量更小。

7、摇臂架具有通用性，避免了摇臂架侧壁干涉的问题，几乎所有的发动机都适用。

附图说明

图1是现有技术摇臂架的结构示意图；

图2是本发明摇臂架的结构示意图；

图3是本发明凹槽不贯通的摇臂架示意图；

图4是图2中a处的剖视图；

图5是本发明中摇臂架的剖视图；

图6是本发明曲冠部位成型工艺示意图。

图中：1、侧壁；2、底板；3、承载面；4、球窝；5、油孔；6、凹槽；6.1、不贯通凹槽；6.2、初步挤压凹槽；6.3、挤压长凹槽；7、挤压侧壁；7.1、承载面凸起；8、销轴孔。

具体实施方式

下面通过具体实施方式和附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，为现有技术摇臂架的结构，曲冠部位的结构为“w”型，其成型工艺是板料先折弯成“u”型，然后向上挤压折叠成“w”型，缺点是在于摇臂架侧板在拉伸处变薄现象严重，影响结构强度，有疲劳断裂的风险。而且折叠成型用料更多，转动惯量较大，不适应轻量化的要求。此外，“w”型的气门组件承载面深度较小，且存在间隙，当发动机工作状态，尤其冷启动气门组件和滚轮摇臂时，气门杆有脱落的风险。

本发明的实施方式为：如图2，图4和图5所示，新型轻量化摇臂架，包括两块侧壁1和两块底板2，两块侧壁1通过分别位于两端底部的底板2连接，摇臂架整体结构为“u”型，其底板2和侧壁1由材料一体成型，其中一端的底板2处设有向上凸起的球窝4及油孔5，另一端的底板2底面为承载面3，中间没有底板2的侧壁1上开设有销轴孔8，位于承载面3所在侧壁1的外侧设有在竖直方向通过挤压形成的凹槽6，并在底板2底部两侧形成挤压侧壁7，因此，两块挤压侧壁7之间的间距一般小于两块侧壁1之间的间距。此外，承载面3为向下凸起的曲面结构，即其所在的底板2具有向下的弧度。

与现有技术相比，挤压成型过程简单快捷，大大提高了摇臂架的成型效率，有效利用材料，避免“w”型结构材料折叠形成的多余材料，使摇臂架整体用料更省，重量更轻，达到了结构轻量化的目的，并且结构强度高，大大降低了结构疲劳断裂的风险。此外，侧壁1上凹槽6的挤压面积按需要进行选择，可以贯通侧壁1，也可以不贯通侧壁1，图2所示为侧壁1设有贯通的凹槽6的情况，图3所示为侧壁1设有不贯通凹槽6.1的情况，从而进一步可以根据具体发动机结构来调节挤压侧壁7的高度，更为灵活，适用性强，足够的高度可以避免气门杆在发动机快速运转过程中脱落。

结合图6所示，本发明的新型轻量化摇臂架曲冠部位成型工艺包括：

第一步：如图6中a处所示，利用冲压工艺整体成型由两块侧壁1和两块底板2组成的摇臂架主体，并在侧壁1和底板2上加工形成球窝4、油孔5及销轴孔8等结构，挤压冲裁后的摇臂架曲冠部位形成u型基本结构；

第二步：如图6中b处所示，曲冠部位的侧壁1外表面向内挤压形成尺寸较小的初步挤压凹槽6.2；

第三步：如图6中c处所示，继续挤压初步挤压凹槽6.2，使材料向上流动、堆积，初步挤压凹槽6.2尺寸增加形成挤压长凹槽6.3，并在承载面3的两侧形成承载面凸起7.1；

第四步：如图6中d处所示，利用模具挤压承载面凸起7.1，使承载面凸起7.1高度增加形成承载面侧壁7。

结合实际情况调整挤压的承载面侧壁7高度，相应的可调整曲冠部位侧壁1挤压的材料多少，挤压长凹槽6.3最终可形成如图6中d1所示的上下贯通的凹槽6结构，也可形成如图6中d2所示的上下不贯通凹槽6.1结构。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，本发明可以用于类似的产品上，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。