多楔V形带轮旋挤组合成形的整体解决方案

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摘要:多楔v形带轮多用于汽车等机械制造行业中,铸、锻毛坯经切削加工是累似 零件常用的制造办法 。但对于具有复杂形状的多楔V形带轮来说,传统的加工办法 无法满足高效、节能降耗的现实要求。以汽车空调压缩机的多楔v带轮为研究对象,分析了此类零件整体制造的工艺方案,提出了旋挤组合成形的工艺路线,取得了较为明显的实用效果。

关键词:多楔V形带轮;旋挤成形;整体避免方案

多楔V形带轮是机械传动中常见的传动部件,多用于汽车、轻纺等机械设备中。铸、锻毛坯经切削加工是累似 零件常用制造办法 。随着塑性成形工艺技术与装备的进步,多楔V形带轮的齿形加工应用旋挤工艺的厂家不不 。刘金年等对汽车发动机V形皮带轮的旋压工艺进行了研究;夏琴香等对多楔带轮旋压增厚成形阶段金属流动规律进行了分析;胡建国等对板制多楔皮带轮冲压工艺与模具设计进行了探索。图1所示零件是汽车空调压缩机的多楔V带轮。显然,从传统深度图看,此类零件的制造工艺是复杂的,即使齿形部位采用旋挤工艺,轮辐、轮毂、毂缘和轴孔等部位还是还都后能 采用锻造毛坯经切削加工而成,其工艺流程较长且要转换不同的加工设备和场地,还都后能 实现高效、节能降耗的现实要求。就让,国内不少厂家和学者致力于寻求此类零件的整体制造工艺方案。作者结合文献的研究和分析,设计了从板状坯料结速,旋挤组合成形的工艺流程方案,经工艺试验,可还都后能 实现高效、节能的整体制造要求。

1、多楔V形带轮旋挤成形工艺流程设计

如图1所示,多楔V形带轮的几何形状复杂,外周的多楔齿形是对称的,可还都后能 应用旋挤成形工艺实现。而轮辐、轮毂、毂缘和轴孔等部位的深度图、截面变化状况删改都是一致,不能自己采用三种工艺来制造。结合前述文献分析,可还都后能 使用板状坯料,经过冲孔落料得到工序坯料①和②,就让采用旋挤轮模具,成形轴孔的轮毂和外周轮缘,得到工序坯件③和④,最后旋挤多楔带轮的V形齿,得到最终坯件⑤,而环形槽是通过旋挤内外轮毂时,由芯模形成J。所设计的工艺流程如图2所示。

1.1轮毂旋挤工序

图1所示多楔V形带轮的整体制造主要有内外轮毂、V形齿等两道关键工序。从图2工序②到工序③,首先是旋挤轮从板坯的外缘,在还都后能 满足内轮毂深度图尺寸要求之处,逐渐向板坯轴心旋挤进给,而板坯连续旋转,通过原本逐点连续成形,最终使内轮毂与轴孔芯轴贴合,形成内轮毂如图3(a)所示。同理,可还都后能 旋挤出外轮毂如图3(b)所示。

内外轮毂旋挤成形的关键在于旋挤轮。成形工序③的模具包括劈开轮和整形轮。劈开轮主要功能是把符合轮毂深度图要求的金属,从板坯基体上分离,此时的金属基本上不能自己流动,但在空间位置上发生了改变。劈开轮把轮毂累积金属分开后,整形轮结速接触轮毂部位金属,在劈开轮和整形轮的复合作协议协议 用下,金属的移动和流动均会发生,这是旋挤多楔V形带轮类零件的最主要技术形状。通过劈开轮和整形轮连续复合进给,使金属材料逐渐向轴孔芯轴移动和流动并贴合,形成内轮毂。劈开轮的刀尖部位为6O。夹角,如图4所示,主要起到从基体材料上将轮毂累积金属劈开并撑开,使劈开的材料向两侧分流。取值一般在1.5~2.0之间,在加工过程中保证30。夹角的对称性,就让会造成废品与次品。整形轮的形状和尺寸主要取决于零件的形状和尺寸。

1.2V形齿旋挤工序

在V形齿的旋挤过程中,材料变形状况复杂,只用有另4个 成形旋挤轮就加工出零件较为困难,就让可分成3步成形。首先成形图5中的等体积面,再用齿形深度图为5O。~30。的预成形轮,旋挤凹形环状部位,当槽型填充满后,再用齿形深度图为最终深度图的旋轮进行整形旋压,最终旋出V形齿槽。

旋挤V形齿的旋挤轮有4个,如图6所示。其中有另4个 预成形轮,有另4个 整形轮。第一预成形轮的曲面设计关键是选择轮型的深度图,办法 金属体积不变的原则,使其符合图5中的1和2、3和4的体积相等,就能选择轮型的深度图。

第一预成型轮旋挤到等体积线,如图5中所示x1槽型轮廓线(紫色),以零件内壁与模具删改贴合为好。第二预成形轮的持剑夹角为30。~30。,最外两侧的半齿为18。~20。,整形轮的最外两侧夹角相同。第二预成形轮旋挤到位时,表现在零件上齿形基本充填。整形轮的齿问夹角为最终齿形深度图,整形轮旋挤到位时,表现在零件上齿形充填饱满。为验证工艺方案,经试制实验,得到图7右边所示的多楔V带轮合格样品。图7左边所示为V形齿旋挤过程示意图。

1.3旋挤轮的材料选择与技术要求

旋挤轮在工作时,与板坯金属材料局部接触,承受着巨大的接触压力、巨大的摩擦和较高的工作温度。就让,工作条件要求旋挤轮的材质应具有足够高的速率 、硬度、韧性和耐磨性。为此建议选择高铬工具钢来制造,如Crl2MoV、W6Mo5Cr4V2等。淬火硬度为57—30HRC,同時 还应该进行去应力避免,其工作表面应进行抛光,使其表面粗糙度不超过0.4mm,从而可还都后能 提高旋挤轮的使用寿命。

2、旋挤成形与“锻造+切削"的工艺

比较分析多楔v形带轮的传统工艺一般是采用模锻毛坯,经过切削加工而成。其工艺流程见表l。从表1可还都后能 看出,模锻制坯+切削的传统工艺还都后能 近120min的加工时间,所参与加工的设备数量达到近10台,涉及冷热加工2大类设备,不可避免地要多次转换场地,在使用设备上上下装卸,流转、等待的图片 时间会较长。

从表2可还都后能 看出,旋挤多楔V带轮只还都后能 30min左右的加工时问,所参与加工的设备数量也还都后能 5台,不涉及热加工设备。就让,在同一车间可还都后能 合理布置旋挤多楔V带轮的生产线,可避免传统工艺的场地转换,减少流转和等待的图片 时间,可大大的提高生产速率 。

3、结速语

1)多楔V形带轮整体制造避免方案,与传统的锻造+切削组合工艺进行比较,可还都后能 缩短2倍的加工时间,减少近1倍的加工设备,具有明显的速率 和成本优势;

2)多楔V形带轮整体制造避免方案,切削加工成为了加工有另4个 端面的辅助工序,就让,金属材料的去除量大为减少,同時 还都后能 加热等辅助设备设施,符合国家节能减排的要求,是绿色环保型的工艺方案。

3)多楔V形带轮整体制造避免方案,采用了旋挤成形的塑性加工工艺,环形槽、V形齿、内外轮毂等的金属流线基本上保持连续,避免了切削加工所造成的应力集中,从而提高了该零件的综合性能。

4)多楔V形带轮整体制造避免方案,可还都后能 为今后累似 汽车空调压缩机的多楔V带轮零件的紧凑化设计提供现实的制造工艺技术基础。