专利名称：板制皮带轮的旋压工艺及用于该工艺的成型旋轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车发动机内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材料主要采用高延伸性能的低碳钢，但钢的 密度相对较大，是阻碍汽车实现轻量化的重要原因。铝合金材料的密度只有钢的1/3，目前 在汽车内广泛使用以降低整车重量，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，对所用材料的成型性能要求很高，而目前国内所生产的铝合金板材要么不 具备足够的强度无法满足要求，要么有足够强度但延伸性能又较差，用现有的旋压成型工 艺在旋压成型过程中容易出现材料开裂、分层、粘连等缺陷导致失效，尤其是槽数多的，在 国内尚没有成功实现板制旋压铝镁合金生产的先例。
发明内容
为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种使铝镁合金材料成功地适用板制 旋压皮带轮的批量生产、解决了强度问题、有效保证产品质量的板制皮带轮的旋压工艺。本发明还提供用于上述板制皮带轮的旋压工艺的成型旋轮。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是包括以下工步①在旋压设备上安装的成型旋轮为预成型旋轮，使预成型旋轮中部的凹槽与母材 中心线呈T形对应；旋压设备上装有芯模夹具，母材装于芯模夹具上，旋压设备的主轴旋 转，带动芯模夹具和母材旋转，将预成型旋轮旋转并呈水平运动进行堆旋将母材沿中心线 向外堆起；②在旋压设备上安装的成型旋轮为初成型旋轮，使初成型旋轮上的初型齿槽与完 成了工步①的母材中心线呈T形对应，将初成型旋轮旋转并呈水平运动，进行对完成了工 步①的母材的旋压，使其槽型初具规模；③在旋压设备上安装的成型旋轮为精整旋轮，使精整旋轮上的定型齿槽与完成了 工步②的母材槽型对应，将精整旋轮旋转并呈水平运动进行精旋精整达到产品最终要求的 槽型形状。所说的母材为铝镁合金材料。所说的成型旋轮为预成型旋轮，预成型旋轮为平轮，其中部有凹槽。所说的成型旋轮为初成型旋轮，初成型旋轮上的初型齿槽其槽型的角度大于产品 最终要求的槽型形状角度，其槽型的深度小于产品最终要求的槽型。所说的成型旋轮为精整旋轮，精整旋轮上的定型齿槽其槽型形状尺寸与产品最终 要求的槽型形状对应。本发明采用三工步旋压成型，以减少每次成型量，避免急剧变形而开裂，而最关键 的就在于前二步。针对铝镁合金材质疏松，工步①采用堆旋，在成型轮上加凹槽，它的作用是降低材料流动速度，增加堆旋过程中对材料的挤压，使其致密，降低其开裂、分层的可能。 工步②初旋时采用相对标准槽型较为缓和的过渡，使槽型初具形状，最后工步③精旋使槽 型全部到位。本发明的有益效果是，使铝镁合金材料适用板制旋压皮带轮的批量生产应用，既 有效降低产品重量，又克服铝合金材料低强度和低加工性能的问题；既解决了强度问题，又 实现了稳定的旋压生产，提供了合格的板制旋压皮带轮。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明进一步说明。图1是本发明的方法生产的产品；图2是旋压成型工步①的示意图；图3是旋压成型工步②的示意图；图4是旋压成型工步③的示意图。
具体实施例方式如图1所示，1为所要加工的槽型，产品为回转件，9槽多V式曲轴皮带轮，外径 Φ 211mm，槽型与母材呈T型对称。如图2所示，1'为旋压前板料母材的形状，母材为铝镁合金，相对其它具有延伸 性能的铝合金，它具有高的强度；同时选用合适的加工状态(退火状态)，相对于其它状态， 它具有较高的延伸性能。2'为工步①成型后的形状，3'是预成型旋轮，4'是预成型旋轮 3'的凹槽。预成型旋轮3'在工作中呈水平运动，将母材沿中心线向两端均勻堆起。在此 过程中材料流动极为剧烈，因装备精度、原材料的平度等会造成材料流动出现分配不均勻， 不对称的压力，将使旋轮偏移加大，导致分料偏移加剧，严重时导致破裂。预成型旋轮3 ‘为 平轮，其中部有凹槽4'，通过对凹槽4'的调整控制材料流向，使其均勻流动，同时材料流 动时被凹槽4'压缩，使疏松的铝镁合金致密，避免旋压过程中出现分层或粘连的情况。如图3所示，2'为工步①旋压后、工步②旋压前板料的形状，5'为工步②成型后 的形状，6'是初成型旋轮，7'是初成型旋轮6'上的初型齿槽。初成型旋轮6'上的初型 齿槽7'其槽型的角度大于产品最终要求的槽型形状角度，其槽型的深度小于产品最终要 求的槽型，旋压出来的产品角度大于最终要达到的角度，深度小于最终要达到的深度。如果 直接旋压到最终尺寸会使材料在成型最后阶段产生裂纹，因此初型齿槽7'槽型相对最终 尺寸角度大、槽型浅，是起过渡作用的初成型，主要是减小一次成型的变形量。如图4所示，5'为工步②旋压后、工步③旋压前板料的形状，1为工步③成型后的 形状，也是产品最终要求的形状，8'是精整旋轮，9'是精整旋轮8'上的定型齿槽。这一工 步材料的变形量已经不大了，定型齿槽9'槽形与产品最终要求相对应(因为旋轮齿顶、齿 底与最终成型的产品齿顶、齿底是相反的，即旋轮的齿顶对应产品的齿底，旋轮的齿底对应 产品的齿顶)，它主要起到精整作用。
权利要求
一种板制皮带轮的旋压工艺，其特征在于包括以下工步①在旋压设备上安装的成型旋轮为预成型旋轮(3′)，使预成型旋轮(3′)中部的凹槽(4′)与母材中心线呈T形对应；旋压设备上装有芯模夹具，母材装于芯模夹具上，旋压设备的主轴旋转，带动芯模夹具和母材旋转，将预成型旋轮(3′)旋转并呈水平运动进行堆旋将母材沿中心线向外堆起；②在旋压设备上安装的成型旋轮为初成型旋轮(6′)，使初成型旋轮(6′)上的初型齿槽(7′)与完成了工步①的母材中心线呈T形对应，将初成型旋轮(6′)旋转并呈水平运动，进行对完成了工步①的母材的旋压，使其槽型初具规模；③在旋压设备上安装的成型旋轮为精整旋轮(8′)，使精整旋轮(8′)上的定型齿槽(9′)与完成了工步②的母材槽型对应，将精整旋轮(8′)旋转并呈水平运动进行精旋精整达到产品最终要求的槽型形状。
2.根据权利要求1所述板制皮带轮的旋压工艺，其特征在于所说的母材为铝镁合金 材料。
3.一种用于板制皮带轮旋压工艺的成型旋轮，其特征在于成型旋轮为预成型旋轮 (3')，预成型旋轮(3')为平轮，其中部有凹槽(4')。
4.一种用于板制皮带轮旋压工艺的成型旋轮，其特征在于成型旋轮为初成型旋轮 (6')，初成型旋轮(6')上的初型齿槽(7')其槽型的角度大于产品最终要求的槽型形 状角度，其槽型的深度小于产品最终要求的槽型。
5.一种用于板制皮带轮旋压工艺的成型旋轮，其特征在于成型旋轮为精整旋轮 (8')，精整旋轮(8')上的定型齿槽(9')其槽型形状尺寸与产品最终要求的槽型形状 对应。
全文摘要
一种板制皮带轮的旋压工艺及用于该工艺的成型旋轮，包括①安装预成型旋轮使其中部的凹槽与母材中心线呈T形对应，将预成型旋轮旋转并呈水平运动进行堆旋将母材沿中心线向外堆起；②安装初成型旋轮使其初型齿槽与完成了工步①的母材中心线呈T形对应，将初成型旋轮旋转并呈水平运动，进行对完成了工步①的母材的旋压，使其槽型初具规模；③安装精整旋轮使其定型齿槽与完成了工步②的母材槽型对应，将精整旋轮旋转并呈水平运动进行精旋精整达到产品最终要求的槽型形状。本发明使铝镁金材料适用板制旋压皮带轮的批量生产应用，有效降低产品重量，克服铝镁合金材料低强度和低加工性能的问题；解决了强度问题，实现了稳定的旋压生产。
文档编号B21D22/14GK101879546SQ20091006205
公开日2010年11月10日 申请日期2009年5月9日 优先权日2009年5月9日
发明者刘军, 孙芽, 屈瑞, 崔业华, 潘从勇, 贾锋, 鄢荣清 申请人:东风襄樊旋压件有限公司