专利名称：内燃机节能消音器核心组件的加工方法
技术领域：
本发明属于内燃机排气系统消音器制造技术领域，具体涉及内燃机排气系统消音 器核心组件的加工制造方法。
背景技术：
1.当今世界一切以内燃机为动力的车船所必配消音器的原理都是抗式、阻式或其 两种原理的组合，且不论其使用寿命短(国家规定消音器货车使用1年、轿车使用2年)、 耗材多(相对ZL 200410010261. 8专利)、消音器的渐堵使污染排放渐大、其渐堵的排气阻 力迫使内燃机功率功损达到20%-25%时消音器报废。如图一(抗式消音器原理图)，除 进气管、尾管、消音器筒外，其内部核心组件为隔板、导管或蜂鸣管，若与阻式原理相组合， 尚有玄武岩棉加不锈钢棉等，该核心组件(包裹当今世界一切以内燃机为动力的车船所必 配消音器的核心组件，也包裹在中国已公开的那664个消音器、消音装置专利。)不可能一 次冲压成功。2.已授权的发明专利内燃机排气系统节能消音器(ZL 200410010261.8)从结 构上讲人为的将排气废气分风相撞，这两股风量一样，方向相反的数组携带不同音频、不 同能量的噪音微粒在空心消音器筒内连续进行有效的音频反射(同频率共振)，即大大降 低了噪音又使排气非常流畅、永不堵塞、节能减排、按国标提高消音器使用寿命5倍以上， 该发明虽然从结构上攻克了消音器领域的世界顶尖难题(如图二、图三)，但该专利所描述 的加工制造方法却不可能满足市场急需，(该发明第10页2中对加工制造方法描述如下 对定型的风锥与主风块与分风块可利用定型尺寸的凹凸模及其组合机床用相同材质相应 厚度的材料一次卷出后再焊内锥缝并用必要的模具效正，对中小批量可将主风块分风块 用相应的板材冲出再用两个沉头螺栓与其所处风锥弧位置紧固。)因为其核心组件用钢板 型材一次卷出毛胚后，再焊内锥缝时必须装在有一定的预紧压力的专用焊夹具中才能够焊 接内锥缝，该节能消音器核心组件只有在高投入的情况下，自动化卷、夹、焊、效可以实现， 但与下述本发明一次冲压成型相比，无论是从生产率上、产品质量的稳定上以及成本上都 无法比翼。
发明内容
发明内容
本发明的目的是提高内燃机排气系统节能消音器核心组件的生产率、提高产品质 量、节约生产成本，本发明能将节能消音器核心组件，用一次成型的压力加工方法大批量生 产，迅速满足国内外汽车市场等对节能减排消音器的急需。
具体实施例方式ZL 200410010261. 8节能消音器核心组件如图三，图三是顶点为A由内风锥(标 注3)、主风块(标注1)与分风块(标注2)三种另件连接后的俯视图，用凹凸模将图三用一定形状、一定厚度的耐高温、耐弱酸高磷钢板材在液体压力机下一次冲压成型，(根据年产 量、核心组件的精度要求、消音筒横截面大小、主风块与分风块拉伸程度、主风块与分风块 的数量、核心组件的工作温度、压力机操作的安全性、加工自动化程度等的不同可选择不同 压力、不同工作原理的压力机，包裹液体压力机、高速压力机及多工位自动压力机。本发明 侧重描述中等产量、类似中档轿车消音器的横截面积、精度要求较高的节能消音器核心组 件的加工制造方法。)工艺流程如下a.节能消音器核心组件的定型试验在满足国家对指定车种排气噪音标准要求的基础上，必须试验出相对阻、抗(或 阻、抗组合)原理的消音器，节能在15%以上、相对提高一个排放标准的样品。b.根据成功样品设计节能消音器核心组件一次成型的冲压凹凸模在根据成功样品出风角母线、出风量等参数不变的情况下，为了更好的脱模与金 属塑性变形，对主风块和分风块进行非常规的加大拔模斜度(8度-18度)、加大主风块和分 风块与内风锥相连接部分的圆角及加大主风块和分风块自身的圆角设计。c.节能消音器核心组件顶点A处(图三)设计成半圆球状(对圆筒)或半椭圆球 状(对椭圆筒)其R为被冲耐热、耐弱酸高磷钢板厚度的2—5倍。d.节能消音器核心组件的保压与剪飞边在凹凸模中由于被冲钢板100%塑性变形，大于1/3的面积被拉伸，考虑高磷钢的 金属弹性系数，工件在凹凸模中必须被保压2-3秒钟以消除内应力和弹力，保压前瞬间飞 边被切除并与同时脱模后的工件进入自动分离流水线。e.节能消音器核心组件冲压凹凸模的加工根据生产批量、被加工件材质和厚度及工件的尺寸、所选压床等，应先优选相应的 模具钢，下余工序粗锻、半精锻、退火、根据凹凸模的设计图纸进行粗精车、(配椭圆筒的 须程控粗精车)、程控粗精铣、渗氮淬火、正火、程控粗精磨、红丹压痕检验、装机用铝板加压 初检、装机用指定的钢板加压终检、加防锈油。f.对大型、特大型、巨型节能消音器核心组件的加工方法常见汽车、拖拉机消音器筒平均直经为80-480mm之间，其节能消音器核心组件 都可用一次成型的压力加工方法大批量生产，直经超过600mm应为大型、直经超过1800mm 应为巨型(如远洋巨轮消音器、300MW燃气轮机的消音器等)。这些大型、特大型、巨型消音 器全世界每年仅需几万套。供需几千件以下的特大型、巨型节能消音器核心组件应优先选 用精密铸造的方法，然后再程控立车及程控立铣；要求精度高而小批量的大型节能消音器 核心组件也可选用粉末冶金的方法，前者工艺是加工精细凹凸木模，后者工艺是根据铁粉 的性质选用优质合金钢加工精细凹凸硬模。对凹凸木模、凹凸硬模的设计与加工，同样为了 更好的脱模与金属塑性变形(或金属的流动)，对主风块和分风块同样进行非常规的加大 拔模斜度、加大主风块和分风块与内风锥相连接部分的圆角、加大主风块和分风块自身的 圆角设计；同样对消音器核心组件顶点A处设计成半圆球状(对圆筒)或半椭圆球状(对 椭圆筒)其R根据风锥的厚度与工件直经选择，一般风锥厚度小于6mm时，R取工件直经 (或平均直经)的1/15-1/50。3.有益效果
4
a.中国是世界汽车生产第一大国，2009年年产1379万辆，超过当年日、美两国汽 车产量的总和。中国燃油自给率不足50%，节约这种日已苦竭、价格飞涨的战略物资是各 国领袖们能源政策中的重中之重。已授权的发明专利内燃机排气系统节能消音器经过6 年、多车种、长达50万公里的路试，虽然平均节油15%并提高一个排放标准，但其核心组件 生产率很低在自动线上每40秒仅产一套(上风冒剪板冲压5秒、核心组件剪板3秒、核心 组件卷压含剪飞边10秒、进入焊内锥缝夹具8秒、夹具翻转3秒、机器人自动焊接3秒、保压 效正5秒、与上风冒压焊3秒)。用本法明的加工方法(仅为上述方法投资的23% -28% )， 在自动线上每15秒产一套(上风冒剪板冲压5秒、核心组件剪板3秒、核心组件冲压及保 压4秒、与上风冒压焊3秒。)总效率(含投资)提高约10倍。用本法明的加工方法，不到三 年的时间就能满足国内那1. 5亿辆车船保有量(含拖拉机、摩托车等)节能消音器的更新， 到那时每年最少可节省燃油费1200亿元，那时的中国燃油自给率就会下降到35-38%。b.造福人类2010年世界汽车保有量将达到10亿辆，中国也将达到7000万辆。 本法明10倍地加速了内燃机排气系统节能消音器发明专利的转化，按2003年每辆汽车 年均油耗2. 28吨计，节约15%燃油，10亿辆就节约3. 42亿吨；7000万辆就可节约2633万 吨。
图一是抗式消音器原理图。
图二是本发明专利与消音筒等组装后的示意图，其中1为一次液压成型的主风块，2为 一次液压成型的分风块，3为一次液压成型形成的分风通道，A点为本发明核心组件的顶
点ο
图三是本发明一次液压成型的节能消音器核心组件的俯视示意图，其1、2、3、A点如图 二中所述。
权利要求
节能消音器核心组件的定型试验在满足国家对指定车种排气噪音标准要求的基础上，必须试验出相对阻、抗(或阻、抗组合)原理的消音器，节能在15％以上、相对提高一个排放标准的样品。
2.根据成功样品设计节能消音器核心组件一次成型的冲压凹凸模在根据成功样品出风角母线、出风量等参数不变的情况下，为了更好的脱模与金属塑 性变形，对主风块和分风块进行非常规的加大拔模斜度(8度-18度)、加大主风块和分风块 与内风锥相连接部分的圆角及加大主风块和分风块自身的圆角设计。
3.节能消音器核心组件顶点A处(图三)设计成半圆球状(对圆筒)或半椭圆球状 (对椭圆筒)其R为被冲耐热、耐弱酸高磷钢板厚度的2-5倍。
4.节能消音器核心组件的保压与剪飞边在凹凸模中由于被冲钢板100%塑性变形，大于1/3的面积被拉伸，考虑高磷钢的金属 弹性系数，工件在凹凸模中必须被保压2-3秒钟以消除内应力和弹力，保压前瞬间飞边被 切除并与同时脱模后的工件进入自动分离流水线。
5.节能消音器核心组件冲压凹凸模的加工根据生产批量、被加工件材质和厚度及工件的尺寸、所选压床等，应先优选相应的模具 钢，下余工序粗锻、半精锻、退火、根据凹凸模的设计图纸进行粗精车、(配椭圆筒的须程 控粗精车)、程控粗精铣、渗氮淬火、正火、程控粗精磨、红丹压痕检验、装机用铝板加压初 检、装机用指定的钢板加压终检、加防锈油。
6.对大型、特大型、巨型节能消音器核心组件的加工方法节能消音器核心组件直经超过600mm的应为大型、直经超过1800mm应为巨型(如远 洋巨轮、300MW燃气轮机的消音器等)。特大型、巨型节能消音器核心组件应优先选用精密 铸造(失蜡法)，然后再程控立车及程控立铣；要求精度高而小批量的大型节能消音器核心 组件也可选用粉末冶金的方法，前者工艺是加工精细凹凸木模，后者工艺是根据铁粉的性 质选用优质合金钢加工精细凹凸硬模。对凹凸木模、凹凸硬模的设计与加工，同样为了更 好的脱模与金属塑性变形(或金属的流动)，对主风块和分风块同样进行非常规的加大拔 模斜度、加大主风块和分风块与内风锥相连接部分的圆角、加大主风块和分风块自身的圆 角设计；同样对顶点A处设计成半圆球状(对圆筒)或半椭圆球状(对椭圆筒)其R根 据风锥的厚度与工件直经选择，一般风锥厚度小于6mm时，R取工件直经(或平均直经)的 1/15-1/50。
全文摘要
本发明属于内燃机排气系统消音器制造技术领域，具体涉及内燃机排气系统消音器核心组件的加工制造方法。为了迅速满足国内外汽车市场对节能减排消音器的急需，本发明是将节能消音器的核心组件如图三(图三是顶点为A，由内风锥(标注3)、主风块(标注1)与分风块(标注2)三种另件相连接后的俯视图)，用凹凸模、用一定形状、一定厚度的耐高温、耐弱酸高磷钢板材在液体压力机下一次冲压成型。本发明相对已授权的发明专利“内燃机排气系统节能消音器”(ZL 200410010261.8)对其节能消音器核心组件加工制造方法的描述提高10倍的生产率，产品质量更加稳定。对大型、特大型、巨型节能消音器核心组件的加工方法，应优先选用精密铸造(失蜡法)，然后再程控立车及程控立铣；要求精度高而小批量的大型节能消音器核心组件也可选用粉末冶金的方法。
文档编号B23P15/00GK101920433SQ20101017567
公开日2010年12月22日 申请日期2010年5月12日 优先权日2010年5月12日
发明者蒋军岭, 蒋爱臣, 蒋西岭, 蒋西牛 申请人:蒋爱臣