專利名稱：沖壓結(jié)構(gòu)的柴油機(jī)氣缸罩蓋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種柴油機(jī)零件，尤其是一種柴油機(jī)氣缸罩蓋，具體地說(shuō)是一種 以沖壓方式加工成形的、用于代替鑄造加工具有成本低、質(zhì)量好優(yōu)點(diǎn)的沖壓結(jié)構(gòu)的柴油機(jī)
氣缸罩蓋。
背景技術(shù)：
眾所周知，每臺(tái)柴油機(jī)須配備一只氣缸罩蓋，氣缸罩蓋根據(jù)其形狀和結(jié)構(gòu)可分為 單缸機(jī)用和多缸機(jī)用，其中以單缸柴油機(jī)的氣缸罩蓋使用量最大，國(guó)內(nèi)單缸柴油機(jī)的年需 求量在800萬(wàn)只左右，每個(gè)柴油機(jī)上必須配備一個(gè)氣缸罩蓋，故單缸機(jī)氣缸罩蓋的的國(guó)內(nèi) 年需求量也在800萬(wàn)只左右，市場(chǎng)前景廣闊。目前我國(guó)市場(chǎng)上生產(chǎn)的氣缸罩蓋的原材料是HT200的鑄鐵，其結(jié)構(gòu)如圖1-3所示。 其特點(diǎn)是法蘭與機(jī)體接觸面粗糙度3. 2，兩端面平行度誤差士0.03。傳統(tǒng)的制造方法是選 用HT200鑄鐵來(lái)澆鑄生產(chǎn)，其常規(guī)工藝為造型一澆鑄一冷卻一銑端面一銑底面一銑減壓 孔端面一鉆安裝孔一鉆減壓閥孔一锪減壓閥孔一磨端面一攻絲一噴漆一烘烤一包裝出廠。 這種制造工藝，由于原材料是鑄鐵澆鑄，需采用切削加工的方法生產(chǎn)，使得切削后的端面粗 糙度無(wú)法控制，粗糙度必須能控制在3. 2，并且切削后的安裝尺寸上下偏差比較大，由于鑄 件的硬度很難控制，對(duì)切削用的刀具的選擇也不相同，給批量生產(chǎn)帶來(lái)影響，特別是受光潔 度的影響產(chǎn)品實(shí)際使用時(shí)容易形起與之配套的螺塞上的橡膠密封圈與切削后的表面配合 的橡膠密封圈磨裂，從而在使用過(guò)程中造成機(jī)油泄漏。又由于鑄件是高溫澆鑄形成，在澆鑄過(guò)程中零件的內(nèi)在質(zhì)量很難控制，容易形成 內(nèi)部氣孔、夾渣、裂紋等肉眼看不到的缺陷，產(chǎn)品流入市場(chǎng)后三包的費(fèi)用相當(dāng)高。此外，這 種方法一方面由于材料耗用大，工序多，勞動(dòng)強(qiáng)度特別大，加工成本一直居高不下，另一方 面由于車削過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生無(wú)用的鐵屑，對(duì)原材料浪費(fèi)較大。而由于柴油機(jī)氣缸罩蓋每年的 需求量大約在800萬(wàn)只左右，其原材料的浪費(fèi)十分驚人。因此對(duì)氣缸罩蓋加工工藝的改革， 單從降低每只氣缸罩蓋的加工成本和節(jié)約原材料二方面來(lái)說(shuō)對(duì)提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益意義 就十分巨大。沖壓是機(jī)械制造業(yè)中一種較先進(jìn)的加工方法，如果將氣缸罩蓋由鑄件改為沖壓 件，與切削加工相比，具有(1)該零件材料利用率高、重量輕、剛度好，并且板料經(jīng)過(guò)塑性 變形后，金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)得到改善，使沖壓件強(qiáng)度有所提高。(2)改為沖壓件后具有較 高的尺寸精度，同模件尺寸均勻一致。不需要進(jìn)一步機(jī)械加工即可滿足裝配和使用要求。 (3)沖壓件在沖壓過(guò)程中，由于材料的表面不受破壞，故有較好的表面質(zhì)量，外觀光滑美觀， 這為表面噴漆、電鍍、磷化及其他表面處理提供了方便條件。(4)零件互換性強(qiáng)、生產(chǎn)效率 高。在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)兩方面都具有很大的優(yōu)越性，把氣缸罩蓋鑄造件改為沖壓件，目的是為了 提高生產(chǎn)率，降低成本，增加經(jīng)濟(jì)效益，經(jīng)實(shí)踐證明(1)制品改進(jìn)后不降低原使用性能要 求；(2)制品具有相當(dāng)?shù)纳a(chǎn)批量(沖壓件每班2人/5000件，鑄件每班4人/400-500件)； (3)改進(jìn)后的制件具有良好的沖壓工藝性。[0006]由于沖壓加工和鑄造加工是二個(gè)完全不同的加工方法，因此在滿足原鑄件氣缸罩 蓋總體要求的前提下，必須根據(jù)沖件特點(diǎn)對(duì)原氣缸罩蓋進(jìn)行改進(jìn)和重新設(shè)計(jì)，一方面保證 強(qiáng)度，另一方面又保證其加工的工藝性。這正是本實(shí)用新型要解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的鑄件結(jié)構(gòu)的氣缸罩蓋改為沖壓結(jié)構(gòu)后易出現(xiàn)加 工強(qiáng)度大、強(qiáng)度難以保證的問題，根據(jù)沖壓件的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種符合沖壓成形特點(diǎn)的單缸柴 油機(jī)用的沖壓結(jié)構(gòu)的柴油機(jī)氣缸罩蓋。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種沖壓結(jié)構(gòu)的柴油機(jī)氣缸罩蓋，它包括沖壓成型的罩體1，罩體1上設(shè)有安裝孔 2和減壓閥孔3，罩體1相對(duì)的兩側(cè)各設(shè)有一個(gè)沖壓成型的大凸耳4，與大凸耳4所在側(cè)面 相鄰的一個(gè)側(cè)面上設(shè)有小凸耳5，其特征是所述的罩體1的罩口部分的法蘭面6由與罩體1 整體相連的上翻的凹槽7的底面組成；所述的安裝孔2為與罩體1整體相連的內(nèi)翻結(jié)構(gòu)的 沖壓孔；在與所述的減壓閥孔3對(duì)應(yīng)的側(cè)面上設(shè)有凸起的增強(qiáng)減壓閥孔處罩壁強(qiáng)度的凸筋 8。在所述的罩體1的內(nèi)底面上焊接有十字形的加強(qiáng)筋9。在所述的罩體1的底壁與安裝孔2相對(duì)位置處向外凸起，凸起的高度與安裝孔2 的內(nèi)翻深度相配。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型在原鑄造結(jié)構(gòu)件進(jìn)行認(rèn)真分析的基礎(chǔ)進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的氣缸罩的 強(qiáng)度完全滿足要求，省去了機(jī)械加工步驟，僅需焊接加工即可完成整個(gè)氣缸罩的加工，具有 成本低，效率高，一致性好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還具有以下優(yōu)點(diǎn)1、有利于縮短生產(chǎn)工序，提高生產(chǎn)效率。通過(guò)采用以冷沖壓生產(chǎn)柴油機(jī)氣缸罩蓋的新工藝(工藝為落料、一次拉延、二次 拉延、整形、沖翻安裝孔、沖減壓閥孔、壓筋、切余料、翻邊、焊加強(qiáng)筋。利用工裝壓力機(jī)生產(chǎn) 來(lái)替代車床上的切削，生產(chǎn)效率提高3倍以上(因?yàn)閴毫C(jī)每分鐘的行程次數(shù)是車床走刀 量的3倍以上)，而且更重要的一方面是避免了由于每批次的鋼質(zhì)成份變化而選擇不同刀具 所帶來(lái)的麻煩和操作人員需要反復(fù)磨削不同刀具形狀的煩惱。2、有利于提高質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。通過(guò)選用1. 4mm冷軋鋼板對(duì)氣鋼罩蓋沖壓加工，零件成品重量0. 7kg,成品價(jià)格 0. 7kg*ll. 00元/kg=7. 70元；傳統(tǒng)的鑄件澆鑄的平均壁厚在4mm，成品重量1. 855kg，成品 價(jià)格1.855kg*6. 00元/kg=ll. 13元，每只直接降低材料成本近4. 00元；同時(shí)，因采用工裝 模具生產(chǎn)，產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，互換性強(qiáng)，尤其是與機(jī)體接觸的端面光潔度保持了原材料的表面 光潔度，橡膠密封圈與機(jī)體配合密封時(shí)無(wú)密封圈劃破和擠裂現(xiàn)象產(chǎn)生，可完全避免用戶在 使用過(guò)程中機(jī)油泄漏現(xiàn)象，提高橡膠密封圈在使用過(guò)程中的壽命。3、本實(shí)用新型可適用于柴油機(jī)所有規(guī)格的氣缸罩蓋的生產(chǎn)。4、由于沖壓改變了鋼材的晶間結(jié)構(gòu)，使材料的延伸性能更佳，因此用本發(fā)明的工 藝制造的氣缸罩蓋在柴油機(jī)上進(jìn)行裝配時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。而采用鑄鐵件生產(chǎn)的該零 件，車削加工的部分，由于材料受到刀具的作用會(huì)產(chǎn)生晶間裂痕，在裝配時(shí)受外力作用或使用過(guò)程中容易在裂痕處產(chǎn)生斷裂。5、有利于減輕工人的勞動(dòng)負(fù)荷，提高成品率。高溫澆鑄、車削加工是勞動(dòng)負(fù)荷最 大、技術(shù)要求較高、效率最低的加工方法，本發(fā)明的制造工藝省去了澆鑄時(shí)的高溫工作環(huán)境 及所有的車削加工工序，不僅可使企業(yè)省去大量的車床投資，而且可明顯提高加工效率。

圖1是現(xiàn)有的鑄件結(jié)構(gòu)的氣缸罩蓋的主視圖。圖2是圖1的B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型的沖壓結(jié)構(gòu)的氣缸罩蓋的主視圖。圖5是圖4的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是圖4的B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本實(shí)用新型的一個(gè)具體制造過(guò)程的成形過(guò)程示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖4-6所示。一種沖壓結(jié)構(gòu)的柴油機(jī)氣缸罩蓋，它包括沖壓成型的罩體1，罩體1上設(shè)有安裝孔 2 (見圖4)和減壓閥孔3 (見圖5、6)，罩體1相對(duì)的兩側(cè)各設(shè)有一個(gè)沖壓成型的大凸耳4 (見圖4)，與大凸耳4所在側(cè)面相鄰的一個(gè)側(cè)面上設(shè)有小凸耳5 (見圖4)，所述的罩體1的 罩口部分的法蘭面6由與罩體1整體相連的上翻的凹槽7的底面組成(見圖5)；所述的安 裝孔2為與罩體1整體相連的內(nèi)翻結(jié)構(gòu)的沖壓孔(如圖6)，內(nèi)翻的深度與罩體1底壁上凸 的高度應(yīng)相匹配；在與所述的減壓閥孔3對(duì)應(yīng)的側(cè)面上設(shè)有凸起的增強(qiáng)減壓閥孔處罩壁強(qiáng) 度的凸筋8(見圖6)。為了增加整個(gè)氣缸罩蓋的抗壓強(qiáng)度，具體實(shí)施時(shí)還可在所述的罩體1 的內(nèi)底面上焊接一個(gè)十字形的加強(qiáng)筋9 (如圖5)。以下結(jié)合圖7對(duì)本實(shí)用新型的制造工藝作進(jìn)一步的說(shuō)明。經(jīng)對(duì)原鑄件進(jìn)行認(rèn)真分析后可見，沖壓工藝性的主要工藝難點(diǎn)在于2個(gè)大凸耳4 的成形，其相對(duì)深度較大，截面相對(duì)小，因此，在成形過(guò)程中，材料變形復(fù)雜，尤其是大凸耳 內(nèi)側(cè)及兩大凸耳之間圓弧部分，材料補(bǔ)充困難，僅靠變薄拉延難以達(dá)到要求，且易出現(xiàn)拉 裂。經(jīng)充分考慮成形條件和沖壓工藝難點(diǎn)分析，提山?jīng)_壓工藝要點(diǎn)(1)采取按標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)增 加凹模過(guò)渡R，以改善2個(gè)凸臺(tái)內(nèi)側(cè)及凸臺(tái)之間的材料流動(dòng)，通過(guò)整形達(dá)到圖樣要求；(2)將 毛坯落料成異形，以便側(cè)面從外側(cè)補(bǔ)充2個(gè)大凸耳用料。(3)為了增加零件本身的裝配強(qiáng) 度，表面和內(nèi)腔設(shè)計(jì)了加強(qiáng)筋(見圖4 )，完全滿足了密封強(qiáng)度要求。整個(gè)制造過(guò)程包括以下步驟a、落料；b、第一次拉延；C、第二次拉延；d、整形；e、沖翻安裝孔；f、沖減壓閥孔、壓 筋；g、切余料；h、翻邊；i、焊加強(qiáng)筋。1、落料工裝結(jié)構(gòu)為落料模，為了保證后道拉延有足夠的修邊余量又不浪費(fèi)材料， 毛坯材料外形設(shè)計(jì)成如圖7a所示的形狀；2、第一次拉延拉延凹模的進(jìn)料半徑，根據(jù)不同鋼板的材質(zhì)一般選擇半徑R6 R9之間，對(duì)于拉延凸芯的頂料半徑一般選擇半徑RlO R12之間，對(duì)于拉延凸芯的頂料半徑應(yīng) 盡可能選擇最小，以不把上口面的Rw部分材料減薄或出現(xiàn)裂紋為佳，這樣將使外壁的1^減 小，又便于第二次拉延，使得零件的內(nèi)腔空間盡量大。第一次拉延的高度控制在成品零件去 除凸臺(tái)后的高度為氏=53讓，邊緣Rai=R6 R9，R頂=12。3、第二次拉延為使零件的側(cè)面不與第一次拉延產(chǎn)生接合拉痕，第二次拉延的進(jìn) 料半徑必須與第一次一致，即Ra2=Rai。第二次拉延高度為零件成品高度增加3mm，即圖示 H2=H+3mm04、整形整形工序的原理是對(duì)零件邊緣Ra2減小到成品所需圖示Ra3、高度整到成 品高度H，同時(shí)將法蘭邊校平。5、沖翻安裝孔該工序的原理是加大該件在與機(jī)體安裝時(shí)保證緊固螺根部有足夠 的強(qiáng)度。利用沖孔、翻孔復(fù)合模，底孔直徑Φ 小于翻孔直徑Φβ3 6mm，翻孔凸模R大于材料厚度值。模具結(jié)構(gòu)如圖7i所示。圖7i中1’為凸 模，2’為工件，3’為凹模，4’為卸料桿，5’廢料，6’沖頭。6、沖減壓閥孔、壓筋為保證零件在銅焊減壓閥座時(shí)不致側(cè)面受熱變形而影響端 面平整度，因此，靠近減壓孔3的罩壁上壓制兩條凸筋8。利用沖孔、壓筋復(fù)合模，加工后的 零件如圖7f。7、切余料是在沖床上切除第一、二次拉延后形成的修邊余料使周邊形成翻邊前所 需的規(guī)則的形狀。加工后的零件結(jié)構(gòu)如圖7g。8、翻邊是將前述工件周邊翻出最終成品所需尺寸，達(dá)到加強(qiáng)的作用。翻邊后的零 件結(jié)構(gòu)如圖7h所示。本實(shí)用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求一種沖壓結(jié)構(gòu)的柴油機(jī)氣缸罩蓋，它包括沖壓成型的罩體(1)，罩體(1)上設(shè)有安裝孔(2)和減壓閥孔(3)，罩體(1)相對(duì)的兩側(cè)各設(shè)有一個(gè)沖壓成型的大凸耳(4)，與大凸耳(4)所在側(cè)面相鄰的一個(gè)側(cè)面上設(shè)有小凸耳(5)，其特征是所述的罩體(1)的罩口部分的法蘭面(6)由與罩體(1)整體相連的上翻的凹槽(7)的底面組成；所述的安裝孔(2)為與罩體(1)整體相連的內(nèi)翻結(jié)構(gòu)的沖壓孔；在與所述的減壓閥孔(3)對(duì)應(yīng)的側(cè)面上設(shè)有凸起的增強(qiáng)減壓閥孔處罩壁強(qiáng)度的凸筋(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖壓結(jié)構(gòu)的柴油機(jī)氣缸罩蓋，其特征是在所述的罩體(1)的 內(nèi)底面上焊接有十字形的加強(qiáng)筋(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖壓結(jié)構(gòu)的柴油機(jī)氣缸罩蓋，其特征是在所述的罩體(1)的 底壁與安裝孔(2)相對(duì)位置處向外凸起，凸起的高度與安裝孔(2)的內(nèi)翻深度相配。
專利摘要一種沖壓結(jié)構(gòu)的柴油機(jī)氣缸罩蓋，它包括沖壓成型的罩體(1)，罩體(1)上設(shè)有安裝孔(2)和減壓閥孔(3)，罩體(1)相對(duì)的兩側(cè)各設(shè)有一個(gè)沖壓成型的大凸耳(4)，與大凸耳(4)所在側(cè)面相鄰的一個(gè)側(cè)面上設(shè)有小凸耳(5)，其特征是所述的罩體(1)的罩口部分的法蘭面(6)由與罩體(1)整體相連的上翻的凹槽(7)的底面組成；所述的安裝孔(2)為與罩體(1)整體相連的內(nèi)翻結(jié)構(gòu)的沖壓孔；在與所述的減壓閥孔(3)對(duì)應(yīng)的側(cè)面上設(shè)有凸起的增強(qiáng)減壓閥孔處罩壁強(qiáng)度的凸筋(8)。本實(shí)用新型具有成本低，效率高，一致性好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B21D22/20GK201696160SQ20102025259
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者周錦祥, 沈金萍 申請(qǐng)人:沈金萍