一种减薄拉深工装的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于冲压加工技术领域，涉及一种用于减薄拉深的装置。
【背景技术】
[0002]目前，在汽车发动机中部分皮带轮使用平皮带传动(或由轮系中PK带的背面传动)，因其在高转速环境下工作，为了减少发动机的振动和噪音，对其工作表面有极高的要求，主要体现在工作表面自身的圆度、相对安装孔的全跳动、相对于安装面的垂直度、光洁度都要求较严的公差控制。
[0003]本实用新型涉及的这款产品的需求量超过130万件/年，因此需求一种生产工艺即能适应快速的大批量生产，又能保证公差要求。同时随着汽车行业环保、节能降耗要求的不断深化，轻量化和不去肩加工是发展趋势。结合两种需求，采用减薄拉深的工艺，相对机加工工艺，减薄拉深加工过程中不去肩，加工效率也明显较高，同时能够满足产品的质量要求。
[0004]减薄拉深工艺技术主要难度是:根据材料拉深性能，选择合适的减薄量，确保产品质量的同时选用尽量小的减薄量；当减薄量较大时，拉深加工过程中会产生大量的热量，模具的表面极易损伤，影响产品加工质量。目前还没有一种特别适用于减薄拉深的装置。
【发明内容】
[0005]本实用新型的发明目的在于克服现有技术的不足而提供一种工作精度高、适用于大批量生产的减薄拉深工装。
[0006]本实用新型采用的技术方案是:包括装于设备滑块的上模板、装于设备底板的下模板；上模板、下模板上分别设置有相互对应的凸模、凹模；所述凹模经凹模固定座装于下模板；所述凹模固定座中心孔呈自下而上逐级放大的三级台阶状结构，凹模装于上台阶部，中台阶部与凸模配合用于容置待加工产品毛坯，用于将加工后产品推出的顶出器装于下台阶部；所述凹模内孔内壁沿中部分别向凹模两端面呈内径逐渐变大的过渡状结构。
[0007]所述凸模经上垫板装于上模板。
[0008]所述凸模与上垫板之间装有凸模连接座。
[0009]所述凸模连接座、凸模、顶出器上设有相互贯通用于冷却降温的排水通道，工作过程中内部有循环水流动，带走加工过程产生的部分热量，为工装降温。
[0010]所述凹模内壁为工作面，该工作面的截面形状包括位于中间的一段直线、对称分布于直线两侧的两段圆弧、连接直线与圆弧的两段斜线，在加工过程中使毛坯逐步减薄，以降低过程中产生的热量。
[0011]所述凹模固定座和凹模为紧过渡配合。凹模固定座除了定位功能之外，还起到保护凹模抵消膨胀力的作用，重点是凹模固定座与凹模之前的间隙，过紧、过松的配合都会降低凹模的寿命，因此采用紧过渡配合。
[0012]所述凹模固定座与下模板之间设有下垫板。
[0013]所述顶出器经贯穿下模板、设备底板的顶杆与设备顶缸传动连接。
[0014]所述凹模固定座上端面设有用于压紧凹模的压板。
[0015]所述凸模、凹模表面进行了 TD硬化处理。所述凸模表面有TD硬化层；所述凹模表面有TD硬化层。
[0016]本实用新型除上、下模板外，其它部件均是根据产品规格确定尺寸的回转件。
[0017]本实用新型特别适用于质量要求高从而要求减薄量较大，同时批量较大的生产。利用减薄拉深的强挤压使皮带轮整个工作面达到镜面的效果，自身的圆度、直线度都处于几近理想的状态。生产效率高，同时也解决了普通拉深工作精度不高的缺陷，使产品质量得到稳定的保证。
【附图说明】
[0018]下面结合附图和实施例，对本实用新型进一步说明。
[0019]图1为皮带轮(经普通拉深后)的结构示意图。
[0020]图2为皮带轮(经减薄拉深后)的结构示意图。
[0021]图3为本实用新型的结构示意图。
[0022]图4为本实用新型的工作状态示意图。
[0023]图5为本实用新型的凹模截面形状示意图。
[0024]图中，1、设备滑块，2、设备底板，3、上模板，4、下模板，5、上垫板，6、凸模连接座，7、凸模，8、凹模，9、凹模固定座，10、下垫板，11、压板，12、顶出器，13、顶杆，14、设备顶缸，15、产品毛坯，16、排水通道，17、皮带轮工作面。
【具体实施方式】
[0025]图1、图2中，因为本实用新型应用的皮带轮是回转件，首先将板料毛坯加工成饼料，通过计算和实验确定饼料的厚度和直径。然后利用普通拉深将饼料加工成圆桶，最后利用减薄拉深将普通拉深的毛坯工作表面强挤压，经过强挤压的产品工作表面呈现出镜面的效果，从而达到产品的质量要求。17为皮带轮工作面。
[0026]理论上讲，产品毛坯减薄面的减薄量越大，产品尺寸及光洁度保证能力越强。但减薄拉深实际上是一种强挤压，使产品工作面材料经过大量流动而重新分配，加工过程中会产生大量的热量，减薄量越大，产生的热量越大。高温会导致产品表面材料从母体剥离，在模具上形成积肩瘤，严重划伤产品工作表面；积肩瘤具有很高的硬度，也会拉伤模具。同时强挤压也会对加工模具产生很大的膨胀力，高温加上膨胀可能导致模具炸裂。实际工作中，通过计算和模拟试验确定了减薄量，为了保证工作面达到技术要求，选用了相对较大的减薄量。
[0027]图2中，设备滑块I和设备底板2上分别装有上模板3和下模板4，上模板3和下模板4主要用于与设备的固定。
[0028]上垫块5、凸模连接座6、凸模7彼此联接并最终固定在设备滑块I上，上垫块5主要的作用是固定凸模7，凸模连接座6的作用是为了减少凸模7的长度，节约比较贵的材料和高精度加工的面积。设备滑块I上下运行，带动凸模7下行完成拉深动作，然后上升退回。
[0029]凹模8和凹模固定座9、下垫板10彼此联接，并最终固定在设备底板2上。凹模固定座9和凹模8采用紧过渡配合进行装配。凹模压板11固定在凹模固定座9上，主要是将凹模压紧，避免拉深结束凸模7回程时退料力将凹模8拔起；顶出器12位于下垫板10之上，相对凹模固定座9可以滑动，顶杆13透过下垫板10和下模板4直接放到设备顶缸14上，可由设备顶缸14带动向上运动，当拉深结束设备滑块I回程后，设备顶缸14向上顶出，通过顶杆13带动顶出器12向上运动，将完成工序的产品毛坯15从凹模中退出。
[0030]凸模连接座6和凸模7内部带有用于冷却降温的排水通道16。
[0031]图3中，凸模7、凹模8间隙按计算的减薄量设置，小于产品毛坯15的厚度，凸模7带动产品毛坯15经过凹模8，逐步实现工作面减薄。凸模7、凹模8是核心部件，它承载减薄拉深过程中产品材料流动剧烈磨擦，因此它必须具有超强的表面硬度，凸模7、凹模8表面进行进了 TD硬化处理，形成TD硬化层，使其表面达到近80HRC，而其内芯硬度并不高，使其具有较好的延展性，以缓冲挤压过程中膨胀对其产生破坏。
[0032]图4中，凹模8内壁为工作面，该工作面的截面形状包括位于中间的一段直线(L)、对称分布于直线两侧的两段圆弧(A1、A2)、连接直线与圆弧的两段斜线(S1、S2)。在加工过程中产品毛坯15先在圆弧和斜线部分预减薄，以减少一次减薄量，从而减少过程中产生的热量。对称形状的设置使其可以两面使用，同时在产品毛坯完成加工后退回时对产品工作面进一步精整，消除加工回弹变形。
【主权项】
1.一种减薄拉深工装，其特征在于:包括装于设备滑块(I)的上模板(3)、装于设备底板(2)的下模板(4);上模板(3)、下模板(4)上分别设置有相互对应的凸模(7)、凹模(8); 所述凹模(8)经凹模固定座(9)装于下模板(4); 所述凹模固定座(9)中心孔呈自下而上逐级放大的三级台阶状结构，凹模(8)装于上台阶部，中台阶部与凸模(7)配合用于容置待加工产品毛坯(15)，用于将加工后产品推出的顶出器(12)装于下台阶部； 所述凹模(8)内孔内壁沿中部分别向凹模两端面呈内径逐渐变大的过渡状结构。
2.根据权利要求1所述的减薄拉深工装，其特征在于:所述凸模(7)经上垫板(5)装于上模板(3)。
3.根据权利要求2所述的减薄拉深工装，其特征在于:所述凸模(7)与上垫板(5)之间装有凸模连接座(6)。
4.根据权利要求3所述的减薄拉深工装，其特征在于:所述凸模连接座(6)、凸模(7)、顶出器(12)上设有相互贯通用于冷却降温的排水通道(16)。
5.根据权利要求1所述的减薄拉深工装，其特征在于:所述凹模(8)内壁的截面形状包括位于中间的一段直线(L)、对称分布于直线两侧的两段圆弧(A)、连接直线与圆弧的两段斜线(S)。
6.根据权利要求1所述的减薄拉深工装，其特征在于:所述凹模固定座(9)和凹模(8)为紧过渡配合。
7.根据权利要求1所述的减薄拉深工装，其特征在于:所述凹模固定座(9)与下模板(4)之间设有下垫板(10)。
8.根据权利要求1所述的减薄拉深工装，其特征在于:所述顶出器(12)经贯穿下模板(4)、设备底板(2)的顶杆(13)与设备顶缸(14)传动连接。
9.根据权利要求1所述的减薄拉深工装，其特征在于:所述凹模固定座(9)上端面设有用于压紧凹模(8)的压板(11)。
10.根据权利要求1所述的减薄拉深工装，其特征在于:所述凸模(7)表面有TD硬化层；所述凹模(8)表面有TD硬化层。
【专利摘要】本实用新型提供了一种减薄拉深工装，包括装于设备滑块的上模板、装于设备底板的下模板；上模板、下模板上分别设置有相互对应的凸模、凹模；所述凹模经凹模固定座装于下模板；所述凹模固定座中心孔呈自下而上逐级放大的三级台阶状结构，凹模装于上台阶部，中台阶部与凸模配合用于容置待加工产品毛坯，用于将加工后产品推出的顶出器装于下台阶部；所述凹模内孔内壁沿中部分别向凹模两端面呈内径逐渐变大的过渡状结构。本实用新型加工过程稳定，强挤压使整个工作面达到镜面的效果，模具的寿命长、作业效率高，可满足大批量生产的要求。
【IPC分类】B21D22-20, B21D37-10
【公开号】CN204486535
【申请号】CN201520101292
【发明人】潘从勇, 刘军
【申请人】东风襄阳旋压技术有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年2月12日