CN115255132A - 单张料片成型egr壳体的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开单张料片成型EGR壳体的方法，包括以下步骤，步骤S01：落料；采用落料模具加工成料片；步骤S02：一次成型；采用第一成型模具将料片折弯呈凹形结构，同时在凹形结构上成型第一外部轮廓；步骤S03：二次成型；采用第二成型模具将开口端向内挤压、对接，形成管状体，同时成型第二外部轮廓，第一外部轮廓与第二外部轮廓形成EGR壳体整体的外部轮廓；步骤S04：焊接；将步骤S03中的对接处焊接；步骤S05：整形。本发明的有益效果：无需采用专门的设备，只需采用常规的设备即可实现，大大降低了设备投入，材料利用率高，提高合格率，降低生产成本。

Description

单张料片成型EGR壳体的方法

技术领域

本发明涉及一种管类零件的成型技术，尤其涉及的是一种EGR壳体的成型方法。

背景技术

EGR系统(废气再循环系统)是一种用来降低汽车尾气排放中氮氧化物的系统，为汽车尾气排放达到欧IV、V标准必须采用的产品。EGR冷却器是一种新兴的环保产品，安装在汽车EGR系统中用于回流废气冷却，冷却器的原理及作用：汽车在燃烧过程中，将产生500～600°左右的高温，需对废气降温后才能回流，否则达不到排放效果，这一个过程则在EGR冷却器中完成。一般EGR冷却器包括中空的壳体。

该金属壳体常见成型工艺有内高压成型，具体为：a、下固定工艺长度的管件(可以多个产品排序)；b、把管料放入内高压模具内，启动专用的成型设备，设备滑块下行直至上下模合模；c、管料内部注入高压液体，通过内部的液体压力成型，产品形状由模具保证；d、成型完成后设备滑块向上运动，取出产品；e、采用切割工艺，切割成想要的产品。

如专利公布号：CN201811587034.X，名称为：EGR壳体口部翻孔成型工艺的专利文献，其步骤包括：(1)利用管材液压胀形工艺制得EGR预成型壳体；(2)利用冲孔模具在预成型壳体待加工端制得法兰的基准底孔，并对基准底孔进行翻孔，获得预成型法兰；(3)对预成型法兰进行高频退火处理，后将预成型法兰整形初步获得法兰的直臂口径尺寸精度；(4)将步骤(3)处理后的预成型法兰的内壁进行碾压使之发生塑性变形，直至法兰直臂尺寸达到设计精度。其中，所述步骤(2)中的冲孔模具包括相互配合的第一上模板、第一下模板，以及压料板I、冲头、凹模镶块；预成型壳体的待加工端置于所述第一上模板与第一下模板之间，所述压料板I固定待加工端，所述凹模镶块垫于待加工端的内侧，所述冲头下行与凹模镶块配合在待加工端形成基准底孔；所述步骤(2)中翻孔用模具包括相互配合的第二上模板和第二下模板，相互配合的翻孔凸模和翻孔凹模，压料板II；所述翻孔凸模从待加工端的基准底孔内穿出插入翻孔凹模内从而完成对基准底孔的翻孔；所述步骤(3)中高频退火参数为退火温度1050℃，退火时间8s-10s；所述步骤(3)中整形用模具包括第三上模板和第三下模板，所述第三上模板设置有整形凸模、限位板，所述第三下模板设置有限定待加工端位置的第二限位柱，所述第三上模板与第三下模板之间还设置有支撑待加工端的芯棒I，所述芯棒I通过立板固定于第三上模板与第三下模板；所述限位板具有一通孔可供所述整形凸模穿过，并对法兰直臂进行挤压；所述步骤(4)中碾压用模具包括压板，设置于所述压板的碾压部，支撑待加工端的芯棒II；所述碾压部可伸入法兰中对法兰直臂内侧壁进行碾压。

内高压成型工艺也存在以下缺点：a、需要专用的内高压成型设备，设备投入费用高，模具复杂，加工成本高；b、工艺废料多，材料利用率低；c、辅助切割工序多，产品减薄率大，不良率高，生产周期长，成本高；d、成型需要液体，生产现场易脏乱，影响美观；气温低时员工工作环境差。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息已构成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：如何解决目前EGR壳体采用的内高压成型方法，需要采用专用的内高压成型设备，投入成本高的问题。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

单张料片成型EGR壳体的方法，包括以下步骤,

步骤S01：落料；采用落料模具加工成料片；

步骤S02：一次成型；采用第一成型模具将料片折弯呈凹形结构，同时在凹形结构上成型第一外部轮廓；

步骤S03：二次成型；采用第二成型模具将开口端向内挤压、对接，形成管状体，同时成型第二外部轮廓，第一外部轮廓与第二外部轮廓形成EGR壳体整体的外部轮廓；

步骤S04：焊接；将步骤S03中的对接处焊接；

步骤S05：整形。

本发明通过两次成型，第一次成型凹形结构，同时在凹形结构的三个面上成型第一外部轮廓；第二次成型管状体，以及在另一个侧面上冲压第二外部轮廓，最终第一外部轮廓与第二外部轮廓形成一个缩径的管结构；结构上，一片料成型，只有一个焊缝；工艺上，两次成型，保证两次成型的凹槽面相吻合，然后通过整形保证管口精度，省去了扩口的步骤；本发明不仅适用于较为规则的方管，同样适用于异形方管类、或圆管类，适应性强；同时，本发明无需采用专门的设备，只需采用常规的设备即可实现，大大降低了设备投入，且可以采用同一型号设备，利于自动化连线，降低人工成本，落料时即接近成品的面积，因此可以大大减少产品的材料浪费，材料利用率高；相比内高压成型技术不良率高的问题，本发明提高合格率，减少产品生产周期，降低生产成本。

优选的，所述步骤S01中，采用冲床设备，落料模具加工成料片。

优选的，所述步骤S02中，在冲床设备或油压机上安装第一成型模具，所述第一成型模具包括第一凹模、能够升降运动的第一凸模，所述第一凹模内表面为成型面，所述第一凸模的外表面为成型面，且在成型第一外部轮廓的过程中，同时在凹形结构的折弯处成形倒角。

优选的，所述步骤S02中，在冲床设备或油压机上安装第二成型模具，所述第二成型模具包括交叉垂直分布的定位组件和成型组件，所述定位组件的端部伸入凹形结构内部进行内撑，所述成型组件由凹形结构的外部向中部相对运动将凹形结构的开口端向中部折弯、对接。

优选的，所述定位组件包括能够升降运动的第一上模楔形块、能够水平运动的第一下模楔形块、芯棒，所述第一上模楔形块对称布置，所述第一下模楔形块对称布置，所述芯棒连接所述第一下模楔形块的内侧，所述第一上模楔形下降的同时推动两侧的第一下模楔形块相对运动，两侧芯棒相对运动伸入凹形结构内进行支撑。

优选的，两个所述第一上模楔形块相对的一侧为倾斜面，两个所述第一下模楔形块靠近第一上模楔形块的一侧为倾斜面，所述芯棒的外轮廓与所述凹形结构的内轮廓适配。

优选的，所述成型组件包括能够升降运动的第二上模楔形块、能够水平运动的第二下模楔形块、型腔、成型块，所述第二上模楔形块对称布置，所述第二下模楔形块对称布置，所述型腔连接所述第二下模楔形块的内侧，所述成型块连接所述型腔内侧。

优选的，两个所述第二上模楔形块相对的一侧为倾斜面，两个所述第二下模楔形块靠近第一上模楔形块的一侧为倾斜面，所述型腔呈折弯件。

优选的，所述步骤S04中，在激光焊接设备上，夹紧，进行激光焊接。

优选的，所述步骤S05中，采用冲床设备或油压机，将焊接后的管状体放入整形模具内，将产品表面整平；后更换至旋切设备，将产品放入旋切模具内，切除两端废料；再使用冲床设备或油压机，放入整形模具中对两端进行整形。

上述加工过程多采用冲床设备，利用冲床节拍短的特点，大大降低产品加工工时，合格率高，生产效率提升，成本降低；冲床作业环境无油污、灰尘、皂化液等，现场环境较好。

本发明的优点在于：

(1)本发明通过两次成型，第一次成型凹形结构，同时在凹形结构的三个面上成型第一外部轮廓；第二次成型管状体，以及在另一个侧面上冲压第二外部轮廓，最终第一外部轮廓与第二外部轮廓形成一个缩径的管结构；结构上，一片料成型，只有一个焊缝；工艺上，两次成型，保证两次成型的凹槽面相吻合，然后通过整形保证管口精度，省去了扩口的步骤；本发明无需采用专门的设备，只需采用常规的设备即可实现，大大降低了设备投入，且可以采用同一型号设备，利于自动化连线，降低人工成本，落料时即接近成品的面积，因此可以大大减少产品的材料浪费，材料利用率高；相比内高压成型技术不良率高的问题，本发明提高合格率，减少产品生产周期，降低生产成本；

(2)上述加工过程多采用冲床设备，利用冲床节拍短的特点，大大降低产品加工工时，合格率高，生产效率提升，成本降低；冲床作业环境无油污、灰尘、皂化液等，现场环境较好；

(3)本发明不仅适用于较为规则的方管，同样适用于异形方管类、或圆管类，适应性强。

附图说明

图1是本发明实施例采用单张料片成型EGR壳体的方法制得壳体的结构示意图；

图2是本发明实施例步骤S02中采用的冲床设备结构示意图；

图3是本发明实施例中第一成型模具的结构示意图；

图4是本发明实施例步骤S03中采用的冲床设备结构示意图；

图5是本发明实施例中第二成型模具的俯视图；

图6是本发明实施例中第二成型模具的结构示意图；

图7是本发明实施例中第二成型模具的结构示意图；

图8是本发明实施例中第二成型模具的成型组件的结构示意图；

图9是本发明实施例工艺流程图；

图中标号：

1、第一成型模具；11、第一凹模；12、第一凸模；13、第一定位销；

2、第二成型模具；21、定位组件；211、第一上模楔形块；212、第一下模楔形块；213、芯棒；22、成型组件；221、第二上模楔形块；222、第二下模楔形块；223、型腔；224、成型块；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

本实施例通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

如图1所示，本实施例以方形管为例进行说，该方形管包括四个侧面，每个侧面上均具有向内的凹槽，其顶面包括一条焊缝。

如图1-图8、图9所示，单张料片成型EGR壳体的方法，包括以下步骤；

步骤S01：落料；采用冲床设备，落料模具加工成料片，如图9所示的工艺过程中，料片整体呈方形或矩形，可以在料片的端部开设一个弧形槽口，便于后续折弯过程中的定位。

步骤S02：一次成型；采用第一成型模具1将料片折弯呈凹形结构，同时在凹形结构上成型第一外部轮廓；

如图2所示，具体的，在冲床设备或油压机上安装第一成型模具1，所述第一成型模具1包括第一凹模11、能够升降运动的第一凸模12、第一定位销13，第一定位销13连接所述第一凹模11的两端的底面上，所述第一凹模11内表面为成型面，所述第一凸模12的外表面为成型面，且在成型第一外部轮廓的过程中，同时在凹形结构的折弯处成形倒角，在成型过程中，第一定位销13可与料片两端的弧形槽口定位。

如图2、图3所示，本实施例，采用的是现有技术中的160吨冲床设备，第一凹模11固定在冲床设备的工作台，第一凹模11安装时，开口朝上，第一凹模11呈U型，并具有与成品外部轮廓对应的成型面，比如成品的方形管的侧面向内凹陷，则第一凹模11的内表面向内突出，便于形成凹陷结构。第一凹模11可以由三块模具组成，两侧的模具可以由滑轨滑块连接在工作台上，底部的模具可以是固定连接在工作台上，也可以是能够拆卸的连接工作台上，便于更换模具；两侧的模具向中部靠拢并锁紧，与底部的模具共同组成U型的第一凹模11。

第一凸模12可以安装在冲床设备的冲头端，冲头端在液压或气压设备操作下，可以实现升降运动，第一凸模12具有与凹陷结构处对应的成型面，比如第一凹模11的内表面向内突出的位置，第一凸模12同样向内凹陷。第一凸模12的两端开设与第一定位销13避让的避让槽。一次成型时，将料片置于第一凹模11上，冲头端带动第一凸模12向下运动，将平板状的料片冲压出凹形结构。

在冲压呈凹形结构的同时，第一凹模11的底部模具的两侧具有向上延伸结构，并呈圆弧状，即可实现同时成型圆弧形倒角；当然可以根据倒角的需要设置第一凹模11底部模具的半径。

步骤S03：二次成型；采用第二成型模具2将开口端向内挤压、对接，形成管状体，同时成型第二外部轮廓，第一外部轮廓与第二外部轮廓形成EGR壳体整体的外部轮廓；

如图4-图8所示，具体的，在冲床设备或油压机上安装第二成型模具2，所述第二成型模具2包括交叉垂直分布的定位组件21和成型组件22，所述定位组件21的端部伸入凹形结构内部进行内撑，所述成型组件22由凹形结构的外部向中部相对运动将凹形结构的开口端向中部折弯、对接、成型。

如图6所示，定位组件21包括能够升降运动的第一上模楔形块211、能够水平运动的第一下模楔形块212、芯棒213，第一上模楔形块211通过气缸或液压缸等方式能够实现上下运动，两个所述第一上模楔形块211对称布置，分别位于凹形结构长度方向的两侧，两个所述第一下模楔形块212同样对称布置，分别位于凹形结构长度方形的两侧，第一下模楔形块212的底部可以滑动，两个第一下模楔形块212能够相对运动，两个第一上模楔形块211位于两个第一下模楔形块212的外侧，所述芯棒213连接所述第一下模楔形块212的内侧，两个芯棒213位于同一水平线上。两个所述第一上模楔形块211相对的一侧为倾斜面，两个所述第一下模楔形块212靠近第一上模楔形块211的一侧为倾斜面，所述芯棒213的外轮廓与所述凹形结构的内轮廓适配，能够实现更好的支撑。

定位组件21使用时，所述第一上模楔形块211通过气缸下降时，其倾斜面与第一下模楔形块212的倾斜面接触，第一上模楔形块211的下降的力经过倾斜面可以分解为推动第一下模楔形块212相对运动的力，因此，两侧的第一上模楔形块211同时下降，并同时推动两侧的第一下模楔形块212相对运动，带动两侧芯棒213相对运动伸入凹形结构内进行支撑。

如图7、图8所示，所述成型组件22包括能够升降运动的第二上模楔形块221、能够水平运动的第二下模楔形块222、型腔223、成型块224，第二上模楔形块221通过气缸或液压缸等方式能够实现上下运动，两个所述第二上模楔形块221对称布置，同样，所述第二下模楔形块222对称布置，分别位于凹形结构宽度方向的两侧；第二下模楔形块222的底部可以滑动，两个第二下模楔形块222能够相对运动，两个第二上模楔形块221位于两个第二下模楔形块222的外侧；两个所述第二上模楔形块221相对的一侧为倾斜面，两个所述第二下模楔形块222靠近第一上模楔形块211的一侧为倾斜面。所述型腔223连接所述第二下模楔形块222的内侧，所述成型块224连接所述型腔223内侧。所述型腔223呈倒置的L型结构，成型块224的内侧面可以成型凹槽结构。

成型组件22使用时，所述第二上模楔形块221通过气缸下降时，其倾斜面与第二下模楔形块222的倾斜面接触，第二上模楔形块221的下降的力经过倾斜面可以分解为推动第二下模楔形块222相对运动的力，因此，两侧的第二上模楔形块221同时下降，并同时推动两侧的第二下模楔形块222相对运动，继而带动型腔223相对运动，型腔223将凹型结构的顶部向内折弯，成型块224成型第二外部轮廓。

实际使用时，需要控制成型块224的位置，保证步骤S02中的一次成型的第一外部轮廓与步骤S03中的二次成型的第二外部轮廓相吻合。

步骤S04：焊接；将步骤S03中的对接处焊接；

步骤S05：整形。

上述加工过程多采用冲床设备，利用冲床节拍短的特点，大大降低产品加工工时，合格率高，生产效率提升，成本降低；冲床作业环境无油污、灰尘、皂化液等，现场环境较好。

本实施例通过两次成型，第一次成型凹形结构，同时在凹形结构的三个面上成型第一外部轮廓；第二次成型管状体，以及在另一个侧面上冲压第二外部轮廓，最终第一外部轮廓与第二外部轮廓形成一个缩径的管结构；结构上，一片料成型，只有一个焊缝；工艺上，两次成型，保证两次成型的凹槽面相吻合，然后通过整形保证管口精度，省去了扩口的步骤；同时，本发明无需采用专门的设备，只需采用常规的设备即可实现，大大降低了设备投入，且可以采用同一型号设备，利于自动化连线，降低人工成本，落料时即接近成品的面积，因此可以大大减少产品的材料浪费，材料利用率高；相比内高压成型技术不良率高的问题，本发明提高合格率，减少产品生产周期，降低生产成本。

本实施例不仅适用于较为规则的方管，同样适用于异形方管类、或圆管类，适应性强。

实施例二：

本实施例，在实施例一的基础上，其中，步骤S04中的焊接；采用1500W激光焊接专机设备，对管状件进行夹紧、焊接成形。在焊接前，可以使用160吨冲床设备，切边模具将焊缝边线切整齐，保证焊缝平齐。

步骤S05中的整形，采用冲床设备或油压机，将焊接后的管状体放入整形模具内，将产品表面整平；后更换至旋切设备，将产品放入旋切模具内，切除两端废料；再使用冲床设备或油压机，放入整形模具中对两端进行整形。

上述加工过程多采用冲床设备，利用冲床节拍短的特点，大大降低产品加工工时，合格率高，生产效率提升，成本降低；冲床作业环境无油污、灰尘、皂化液等，现场环境较好。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.单张料片成型EGR壳体的方法，其特征在于，包括以下步骤,

步骤S01：落料；采用落料模具加工成料片；

步骤S02：一次成型；采用第一成型模具将料片折弯呈凹形结构，同时在凹形结构上成型第一外部轮廓；

步骤S03：二次成型；采用第二成型模具将开口端向内挤压、对接，形成管状体，同时成型第二外部轮廓，第一外部轮廓与第二外部轮廓形成EGR壳体整体的外部轮廓；

步骤S04：焊接；将步骤S03中的对接处焊接；

步骤S05：整形。

2.根据权利要求1所述的单张料片成型EGR壳体的方法，其特征在于，所述步骤S01中，采用冲床设备，落料模具加工成料片。

3.根据权利要求1所述的单张料片成型EGR壳体的方法，其特征在于，所述步骤S02中，在冲床设备或油压机上安装第一成型模具，所述第一成型模具包括第一凹模、能够升降运动的第一凸模，所述第一凹模内表面为成型面，所述第一凸模的外表面为成型面，且在成型第一外部轮廓的过程中，同时在凹形结构的折弯处成形倒角。

4.根据权利要求1所述的单张料片成型EGR壳体的方法，其特征在于，所述步骤S02中，在冲床设备或油压机上安装第二成型模具，所述第二成型模具包括交叉垂直分布的定位组件和成型组件，所述定位组件的端部伸入凹形结构内部进行内撑，所述成型组件由凹形结构的外部向中部相对运动将凹形结构的开口端向中部折弯、对接。

5.根据权利要求4所述的单张料片成型EGR壳体的方法，其特征在于，所述定位组件包括能够升降运动的第一上模楔形块、能够水平运动的第一下模楔形块、芯棒，所述第一上模楔形块对称布置，所述第一下模楔形块对称布置，所述芯棒连接所述第一下模楔形块的内侧，所述第一上模楔形下降的同时推动两侧的第一下模楔形块相对运动，两侧芯棒相对运动伸入凹形结构内进行支撑。

6.根据权利要求5所述的单张料片成型EGR壳体的方法，其特征在于，两个所述第一上模楔形块相对的一侧为倾斜面，两个所述第一下模楔形块靠近第一上模楔形块的一侧为倾斜面，所述芯棒的外轮廓与所述凹形结构的内轮廓适配。

7.根据权利要求4所述的单张料片成型EGR壳体的方法，其特征在于，所述成型组件包括能够升降运动的第二上模楔形块、能够水平运动的第二下模楔形块、型腔、成型块，所述第二上模楔形块对称布置，所述第二下模楔形块对称布置，所述型腔连接所述第二下模楔形块的内侧，所述成型块连接所述型腔内侧。

8.根据权利要求7所述的单张料片成型EGR壳体的方法，其特征在于，两个所述第二上模楔形块相对的一侧为倾斜面，两个所述第二下模楔形块靠近第一上模楔形块的一侧为倾斜面，所述型腔呈折弯件。

9.根据权利要求1所述的单张料片成型EGR壳体的方法，其特征在于，所述步骤S04中，在激光焊接设备上，夹紧，进行激光焊接。

10.根据权利要求1所述的单张料片成型EGR壳体的方法，其特征在于，所述步骤S05中，采用冲床设备或油压机，将焊接后的管状体放入整形模具内，将产品表面整平；后更换至旋切设备，将产品放入旋切模具内，切除两端废料；再使用冲床设备或油压机，放入整形模具中对两端进行整形。

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