专利名称：冲床五工序冷镦气门弹簧座方法
技术领域：
本发明涉及冲床五工序冷镦气门弹簧座方法，属机械制造技术领域。
背景技术：
几十年来，我国传统制造气门弹簧座的方法，都是以车削加工为主，如图1所示，由于车去台阶和内孔以及切断等部位将耗去70％的材料，材料利用率仅为30％。由于其外形特点为多台阶，而且带有高精度的内锥孔，孔径小，所以存在加工难度极大，生产效率低等缺点。另外关于《锻压技术》95(2)14-16公开的“气门弹簧座冷成形”介绍了用冷镦机制坯、压床成形工艺加工汽车气门弹簧座方法，由于冷镦机是连续作业，工件未经退火、磷化处理，会严重损坏模具，而且下料工序中产生的毛刺和裂纹残留在工件表面，造成产品报废或降低产品质量，所以只适用于生产低强度材料和技术要求低的工件，如螺钉、螺帽等，不宜生产尺寸过大和尺寸过小以及形状复杂的零件；另冷镦机价格高昂、耗电大，所以利用冷镦机技术制造汽车配件受到限制。
发明内容
要推广应用冷镦技术，必须要解决变形抗力与模具强度不足的矛盾，本发明五工序冲床冷镦气门弹簧座技术有效地解决了上述矛盾。其技术方案如下冲床五工序工艺程序如图2所示(1)用冲床制取毛坯后，对毛坯进行退火、磷化；(2)将处理好的毛坯置于挤压模具中，进行整形后，用车床去毛刺、裂纹和角，再磷化；(3)由冲床配合挤压模具挤孔；(4)由冲床配合挤压模具冲孔，再进行退火、磷化；(5)将工件置入挤压模具的模腔中，加润滑油润滑，在冲床上挤压成形。
为解决传统工艺不能解决的矛盾，五工序冷镦气门弹簧座采取了两点有效措施一、减小工件变形抗力1.采用内外罩可吊移，可方便控制冷却速度并带气体保护的电炉退火。
2.采用严格的退火工艺曲线。
3.严格执行装炉方式。
4.严格控制装炉量，100KW电炉不超过300Kg。
5.喷砂、磷化。
6.成形前必须在工件表面涂菜油。
7.降低冲床转速(通过改变电机主动轮实现)，由原来的50转/分降至25转/分左右。
二、提高模具强度1.选用近年刚研制的新模具材料，如LD、65Ni、18Ni等。和以前传统采用的Cr12MoV相比，有高耐磨、高强度、高韧性、高抗冲击能力、高疲劳强度等明显优点。
2.严格的模具材料热处理(以LD为例)。
①预热750℃。②1050℃-1150℃加热淬火(油)。③500℃左右回火2小时×3次。④表面氮化(500℃，不小于30小时)。有条件可搞离子氮化。
经上述处理，基体硬度达HRC58-60，表面硬度达HRC65以上。冲头材料优选65Ni(韧性好，热处理与LD相近)。如果工作条件特别恶劣的情况下，冲头材料可选用18Ni(其综和强度更高)。
通过采用上述方法有机的结合，很好地解决了冷镦变形中抗力大和模具强度不足的主要矛盾，使模具的使用寿命提高数倍(比Cr12MoV提高2～5倍)，从而使五工序冲床冷镦气门弹簧座的技术走向成熟，并应用于大规模生产实践。
与传统方法相比，本发明具有下列主要优点1.省材料，因为是无铁屑加工，材料利用率可达95％，比传统工艺省料50％以上。
2.生产效率高，由于一次成形省去了车、铣、刨、磨多道工序，一般比传统工艺提高5～10倍。
3.本发明全部工序均使用模具，从而使生产质量稳定可靠。
4.适合加工传统工艺难以加工的零件。尤其是冷镦小内孔效果明显，优于传统工艺。
5.适合大规模生产，生产规模越大，经济效益越明显，较传统工艺的优势越大。
6.生产成本大幅度降低，极大地增强了产品的市场竞争力。
7.零件经多次挤压冷镦变形，其综合强度大幅度提高，使低强度材料可代替高强度材料使用，从而提高了材料的经济价值。
8.可生产系列气门弹簧座和多种汽车配件。
9.该工艺突破冷镦工艺禁区。——“内锥孔不宜冷镦冷挤压”(凡有关冷挤压、冷镦的相关报道及书籍，都把内锥孔冷镦冷挤压列入工艺禁区)。
图1是传统方法加工弹簧座的示意图。
图2是本发明工艺流程图。
图3是退火炉结构示意图。
图4是退火工艺曲线。
具体实施例方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明以加工长安微车弹簧座为例，具体实施方式
如下1、改变电机主动轮的直径，将冲床的速度调整为20-25次/分钟；2、模具材料的选取和处理模具采用65铌(Ni)基体钢，经1050-1150℃高温淬火，使硬度达HRC58-60；再经500-600℃回火和500-550℃氮化处理后制成剪切模、挤压模具、凹模和冲头。
3、本发明工艺流程如图2所示。
首先，选取直径为18mm的圆钢，用剪切模制取毛坯；然后，对剪切下来的毛坯进行退火、磷化；其退火使用专用退火炉如图3所示，专用退火炉包括外罩1、电阻丝2、内罩3、装件盘4、起重吊件钩5、保护气喷嘴6和底座7。将工件均匀置于盘高约70mm的装件盘4内，100KW电炉装300Kg。装件盘4由支架支撑整齐叠放于退火炉的底座7上，罩上内罩3和外罩1，从退火炉底部的保护气喷嘴6通入保护气体，加热至930±10℃时断电，保温4小时；降温至730±10℃，保温4小时；断电自然冷却至200℃左右出炉。图4是退火工艺曲线图。退火后的工件经喷砂除去氧化物后，经酸洗、清洗，放入磷化剂中加热至80-90℃煮20分钟左右，取出清洗，放入50℃的皀液中皀化15分钟左右取出、晾干，对毛坯进行整形、挤孔。根据零件的外部形状，由模具配合冲床进行整形，用小车床清除表面毛刺、裂纹、倒角后磷化；再用冲床并配合模具进行挤孔；再进行退火、磷化，此次退火温度为860℃保持5小时后，再断电自冷至200℃后出炉；对工件进行冲孔；最后将工件置入挤压模具的模腔中，加菜油润滑，在冲床上挤压成形。
本方法可对多种形状的零件加工成形。
权利要求
1.冲床五工序冷镦气门弹簧座方法，主要包括(一)冲床五工序(1)用剪切模制取毛坯后，对毛坯进行退火、磷化；(2)将处理好的毛坯置于挤压模具中，进行整形后，用车床去毛刺、裂纹和倒角，再磷化；(3)由冲床配合挤压模具挤孔；(4)由冲床配合挤压模具冲孔，再进行退火、磷化；(5)将工件置入挤压模具的模腔中，加润滑油润滑，在冲床上挤压成形；(二)减小工件变形抗力(1)采用内、外罩可吊移，可方便控制冷却速度并带气体保护的退火炉；(2)采用严格的退火工艺曲线；(3)严格执行装炉方式；(4)严格控制装炉量，100KW电炉不超过400Kg；(5)喷砂、磷化；(6)成形前必须在工件表面涂菜油；(7)降低冲床转速(通过改变电机主动轮实现)，由原来的50转/分降至25转/分左右；(三)提高模具强度(1)选用近年刚研制的新模具材料，如LD、65Ni、18Ni等；(2)严格的模具材料热处理①预热750℃；②1050℃-1150℃加热淬火(油)；③500℃左右回火2小时×3次；④表面氮化(500℃，不小于30小时)；
2.如权利要求1所述的冷镦气门弹簧座方法，其特征在于所述退火工艺曲线包括加热至930±10℃保温3-4小时，降温至730±10℃保温3-4小时，自然冷却至200±5℃。
3.如权利要求所述的冷镦气门弹簧座方法，其特征在于所述退火炉包括外罩、内罩、装件盘、起重吊件钩和底座，外罩上设电阻丝；底座上设保护气喷嘴。
全文摘要
冲床五工序冷镦气门弹簧座方法，包括用冲床制取毛坯后，对毛坯进行退火、磷化；将处理好的毛坯置于挤压模具中，进行整形后，用车床去毛刺、裂纹和角，再磷化；由冲床配合挤压模具挤孔；由冲床配合挤压模具冲孔，再进行退火、磷化；将工件置入挤压模具的模腔中，加润滑油润滑，在冲床上挤压成形。并配合减小工件变形抗力和提高模具强度的方法，很好地解决了冷镦变形中抗力大和模具强度不足的主要矛盾，使模具的使用寿命提高数倍(比Cr12MoV提高2～5倍)，从而使五工序冲床冷镦气门弹簧座的技术走向成熟，并应用于大规模生产实践。
文档编号B21D53/00GK1448233SQ0211356
公开日2003年10月15日 申请日期2002年4月3日 优先权日2002年4月3日
发明者龙永绥 申请人:龙永绥