专利名称：冲压结构的柴油机气缸罩盖的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种柴油机零件，尤其是一种柴油机气缸罩盖，具体地说是一种 以冲压方式加工成形的、用于代替铸造加工具有成本低、质量好优点的冲压结构的柴油机
气缸罩盖。
背景技术：
众所周知，每台柴油机须配备一只气缸罩盖，气缸罩盖根据其形状和结构可分为 单缸机用和多缸机用，其中以单缸柴油机的气缸罩盖使用量最大，国内单缸柴油机的年需 求量在800万只左右，每个柴油机上必须配备一个气缸罩盖，故单缸机气缸罩盖的的国内 年需求量也在800万只左右，市场前景广阔。目前我国市场上生产的气缸罩盖的原材料是HT200的铸铁，其结构如图1-3所示。 其特点是法兰与机体接触面粗糙度3. 2，两端面平行度误差士0.03。传统的制造方法是选 用HT200铸铁来浇铸生产，其常规工艺为造型一浇铸一冷却一铣端面一铣底面一铣减压 孔端面一钻安装孔一钻减压阀孔一锪减压阀孔一磨端面一攻丝一喷漆一烘烤一包装出厂。 这种制造工艺，由于原材料是铸铁浇铸，需采用切削加工的方法生产，使得切削后的端面粗 糙度无法控制，粗糙度必须能控制在3. 2，并且切削后的安装尺寸上下偏差比较大，由于铸 件的硬度很难控制，对切削用的刀具的选择也不相同，给批量生产带来影响，特别是受光洁 度的影响产品实际使用时容易形起与之配套的螺塞上的橡胶密封圈与切削后的表面配合 的橡胶密封圈磨裂，从而在使用过程中造成机油泄漏。又由于铸件是高温浇铸形成，在浇铸过程中零件的内在质量很难控制，容易形成 内部气孔、夹渣、裂纹等肉眼看不到的缺陷，产品流入市场后三包的费用相当高。此外，这 种方法一方面由于材料耗用大，工序多，劳动强度特别大，加工成本一直居高不下，另一方 面由于车削过程中会产生无用的铁屑，对原材料浪费较大。而由于柴油机气缸罩盖每年的 需求量大约在800万只左右，其原材料的浪费十分惊人。因此对气缸罩盖加工工艺的改革， 单从降低每只气缸罩盖的加工成本和节约原材料二方面来说对提高企业的经济效益意义 就十分巨大。冲压是机械制造业中一种较先进的加工方法，如果将气缸罩盖由铸件改为冲压 件，与切削加工相比，具有(1)该零件材料利用率高、重量轻、刚度好，并且板料经过塑性 变形后，金属内部的组织结构得到改善，使冲压件强度有所提高。(2)改为冲压件后具有较 高的尺寸精度，同模件尺寸均勻一致。不需要进一步机械加工即可满足装配和使用要求。 (3)冲压件在冲压过程中，由于材料的表面不受破坏，故有较好的表面质量，外观光滑美观， 这为表面喷漆、电镀、磷化及其他表面处理提供了方便条件。(4)零件互换性强、生产效率 高。在经济、技术两方面都具有很大的优越性，把气缸罩盖铸造件改为冲压件，目的是为了 提高生产率，降低成本，增加经济效益，经实践证明(1)制品改进后不降低原使用性能要 求；(2)制品具有相当的生产批量(冲压件每班2人/5000件，铸件每班4人/400-500件)； (3)改进后的制件具有良好的冲压工艺性。[0006]由于冲压加工和铸造加工是二个完全不同的加工方法，因此在满足原铸件气缸罩 盖总体要求的前提下，必须根据冲件特点对原气缸罩盖进行改进和重新设计，一方面保证 强度，另一方面又保证其加工的工艺性。这正是本实用新型要解决的问题。
发明内容本实用新型的目的是针对现有的铸件结构的气缸罩盖改为冲压结构后易出现加 工强度大、强度难以保证的问题，根据冲压件的特点，设计一种符合冲压成形特点的单缸柴 油机用的冲压结构的柴油机气缸罩盖。本实用新型的技术方案是一种冲压结构的柴油机气缸罩盖，它包括冲压成型的罩体1，罩体1上设有安装孔 2和减压阀孔3，罩体1相对的两侧各设有一个冲压成型的大凸耳4，与大凸耳4所在侧面 相邻的一个侧面上设有小凸耳5，其特征是所述的罩体1的罩口部分的法兰面6由与罩体1 整体相连的上翻的凹槽7的底面组成；所述的安装孔2为与罩体1整体相连的内翻结构的 冲压孔；在与所述的减压阀孔3对应的侧面上设有凸起的增强减压阀孔处罩壁强度的凸筋 8。在所述的罩体1的内底面上焊接有十字形的加强筋9。在所述的罩体1的底壁与安装孔2相对位置处向外凸起，凸起的高度与安装孔2 的内翻深度相配。本实用新型的有益效果本实用新型在原铸造结构件进行认真分析的基础进行了改进，改进后的气缸罩的 强度完全满足要求，省去了机械加工步骤，仅需焊接加工即可完成整个气缸罩的加工，具有 成本低，效率高，一致性好的优点，同时还具有以下优点1、有利于缩短生产工序，提高生产效率。通过采用以冷冲压生产柴油机气缸罩盖的新工艺(工艺为落料、一次拉延、二次 拉延、整形、冲翻安装孔、冲减压阀孔、压筋、切余料、翻边、焊加强筋。利用工装压力机生产 来替代车床上的切削，生产效率提高3倍以上(因为压力机每分钟的行程次数是车床走刀 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钢质成份变化而选择不同刀具 所带来的麻烦和操作人员需要反复磨削不同刀具形状的烦恼。2、有利于提高质量，降低生产成本。通过选用1. 4mm冷轧钢板对气钢罩盖冲压加工，零件成品重量0. 7kg,成品价格 0. 7kg*ll. 00元/kg=7. 70元；传统的铸件浇铸的平均壁厚在4mm，成品重量1. 855kg，成品 价格1.855kg*6. 00元/kg=ll. 13元，每只直接降低材料成本近4. 00元；同时，因采用工装 模具生产，产品尺寸稳定，互换性强，尤其是与机体接触的端面光洁度保持了原材料的表面 光洁度，橡胶密封圈与机体配合密封时无密封圈划破和挤裂现象产生，可完全避免用户在 使用过程中机油泄漏现象，提高橡胶密封圈在使用过程中的寿命。3、本实用新型可适用于柴油机所有规格的气缸罩盖的生产。4、由于冲压改变了钢材的晶间结构，使材料的延伸性能更佳，因此用本发明的工 艺制造的气缸罩盖在柴油机上进行装配时，不会出现开裂现象。而采用铸铁件生产的该零 件，车削加工的部分，由于材料受到刀具的作用会产生晶间裂痕，在装配时受外力作用或使用过程中容易在裂痕处产生断裂。5、有利于减轻工人的劳动负荷，提高成品率。高温浇铸、车削加工是劳动负荷最 大、技术要求较高、效率最低的加工方法，本发明的制造工艺省去了浇铸时的高温工作环境 及所有的车削加工工序，不仅可使企业省去大量的车床投资，而且可明显提高加工效率。
图1是现有的铸件结构的气缸罩盖的主视图。图2是图1的B-B剖视结构示意图。图3是图1的A-A剖视结构示意图。图4是本实用新型的冲压结构的气缸罩盖的主视图。图5是图4的A-A剖视结构示意图。图6是图4的B-B剖视结构示意图。图7是本实用新型的一个具体制造过程的成形过程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。如图4-6所示。一种冲压结构的柴油机气缸罩盖，它包括冲压成型的罩体1，罩体1上设有安装孔 2 (见图4)和减压阀孔3 (见图5、6)，罩体1相对的两侧各设有一个冲压成型的大凸耳4 (见图4)，与大凸耳4所在侧面相邻的一个侧面上设有小凸耳5 (见图4)，所述的罩体1的 罩口部分的法兰面6由与罩体1整体相连的上翻的凹槽7的底面组成(见图5)；所述的安 装孔2为与罩体1整体相连的内翻结构的冲压孔(如图6)，内翻的深度与罩体1底壁上凸 的高度应相匹配；在与所述的减压阀孔3对应的侧面上设有凸起的增强减压阀孔处罩壁强 度的凸筋8(见图6)。为了增加整个气缸罩盖的抗压强度，具体实施时还可在所述的罩体1 的内底面上焊接一个十字形的加强筋9 (如图5)。以下结合图7对本实用新型的制造工艺作进一步的说明。经对原铸件进行认真分析后可见，冲压工艺性的主要工艺难点在于2个大凸耳4 的成形，其相对深度较大，截面相对小，因此，在成形过程中，材料变形复杂，尤其是大凸耳 内侧及两大凸耳之间圆弧部分，材料补充困难，仅靠变薄拉延难以达到要求，且易出现拉 裂。经充分考虑成形条件和冲压工艺难点分析，提山冲压工艺要点(1)采取按标准适当增 加凹模过渡R，以改善2个凸台内侧及凸台之间的材料流动，通过整形达到图样要求；(2)将 毛坯落料成异形，以便侧面从外侧补充2个大凸耳用料。(3)为了增加零件本身的装配强 度，表面和内腔设计了加强筋(见图4 )，完全满足了密封强度要求。整个制造过程包括以下步骤a、落料；b、第一次拉延；C、第二次拉延；d、整形；e、冲翻安装孔；f、冲减压阀孔、压 筋；g、切余料；h、翻边；i、焊加强筋。1、落料工装结构为落料模，为了保证后道拉延有足够的修边余量又不浪费材料， 毛坯材料外形设计成如图7a所示的形状；2、第一次拉延拉延凹模的进料半径，根据不同钢板的材质一般选择半径R6 R9之间，对于拉延凸芯的顶料半径一般选择半径RlO R12之间，对于拉延凸芯的顶料半径应 尽可能选择最小，以不把上口面的Rw部分材料减薄或出现裂纹为佳，这样将使外壁的1^减 小，又便于第二次拉延，使得零件的内腔空间尽量大。第一次拉延的高度控制在成品零件去 除凸台后的高度为氏=53讓，边缘Rai=R6 R9，R顶=12。3、第二次拉延为使零件的侧面不与第一次拉延产生接合拉痕，第二次拉延的进 料半径必须与第一次一致，即Ra2=Rai。第二次拉延高度为零件成品高度增加3mm，即图示 H2=H+3mm04、整形整形工序的原理是对零件边缘Ra2减小到成品所需图示Ra3、高度整到成 品高度H，同时将法兰边校平。5、冲翻安装孔该工序的原理是加大该件在与机体安装时保证紧固螺根部有足够 的强度。利用冲孔、翻孔复合模，底孔直径Φ 小于翻孔直径Φβ3 6mm，翻孔凸模R大于材料厚度值。模具结构如图7i所示。图7i中1’为凸 模，2’为工件，3’为凹模，4’为卸料杆，5’废料，6’冲头。6、冲减压阀孔、压筋为保证零件在铜焊减压阀座时不致侧面受热变形而影响端 面平整度，因此，靠近减压孔3的罩壁上压制两条凸筋8。利用冲孔、压筋复合模，加工后的 零件如图7f。7、切余料是在冲床上切除第一、二次拉延后形成的修边余料使周边形成翻边前所 需的规则的形状。加工后的零件结构如图7g。8、翻边是将前述工件周边翻出最终成品所需尺寸，达到加强的作用。翻边后的零 件结构如图7h所示。本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求一种冲压结构的柴油机气缸罩盖，它包括冲压成型的罩体(1)，罩体(1)上设有安装孔(2)和减压阀孔(3)，罩体(1)相对的两侧各设有一个冲压成型的大凸耳(4)，与大凸耳(4)所在侧面相邻的一个侧面上设有小凸耳(5)，其特征是所述的罩体(1)的罩口部分的法兰面(6)由与罩体(1)整体相连的上翻的凹槽(7)的底面组成；所述的安装孔(2)为与罩体(1)整体相连的内翻结构的冲压孔；在与所述的减压阀孔(3)对应的侧面上设有凸起的增强减压阀孔处罩壁强度的凸筋(8)。
2.根据权利要求1所述的冲压结构的柴油机气缸罩盖，其特征是在所述的罩体(1)的 内底面上焊接有十字形的加强筋(9)。
3.根据权利要求1所述的冲压结构的柴油机气缸罩盖，其特征是在所述的罩体(1)的 底壁与安装孔(2)相对位置处向外凸起，凸起的高度与安装孔(2)的内翻深度相配。
专利摘要一种冲压结构的柴油机气缸罩盖，它包括冲压成型的罩体(1)，罩体(1)上设有安装孔(2)和减压阀孔(3)，罩体(1)相对的两侧各设有一个冲压成型的大凸耳(4)，与大凸耳(4)所在侧面相邻的一个侧面上设有小凸耳(5)，其特征是所述的罩体(1)的罩口部分的法兰面(6)由与罩体(1)整体相连的上翻的凹槽(7)的底面组成；所述的安装孔(2)为与罩体(1)整体相连的内翻结构的冲压孔；在与所述的减压阀孔(3)对应的侧面上设有凸起的增强减压阀孔处罩壁强度的凸筋(8)。本实用新型具有成本低，效率高，一致性好的优点。
文档编号B21D22/20GK201696160SQ20102025259
公开日2011年1月5日 申请日期2010年7月9日 优先权日2010年7月9日
发明者周锦祥, 沈金萍 申请人:沈金萍