[发明专利]一种消除蓄能器外壳底部凹六角星冷挤开裂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓄能器外壳底部凹六角星冷成形的方法，以解决在冷挤结束后底部凹六角星内切圆顶角侧壁出现的开裂问题，属于金属材料冷温挤压成形技术领域。

背景技术

蓄能器外壳是液压系统中的重要辅件，是一种能把液压储存在耐压容器里，待需要时将其释放出来的能量储存装置，主要应用于自动变速器，产品底部凹六角星处与外部零件连接，承受较大载荷，成品蓄能器外壳底部凹六角星入口斜度为β₁，入口斜边高度为L₁。

目前该产品一般采用较为先进的冷温复合成形工艺以取代传统的热锻及切削加工工艺进行生产。冷温复合成形工艺首先将圆棒料加热到850℃后，进行第一次挤压成形，获得如图1(a)的产品内部型腔形状，形成蓄能器外壳内部型腔的凸台斜角α₁和凸台上表面直径d₁；然后经退火和磷皂化处理，在常温下精整蓄能器外壳的外侧壁，如图1(b)；最后对产品进行底部凹六角星冷挤压成形，如图1(c)所示。在底部凹六角星冷挤过程中，在凹六角星内切圆处顶角侧壁时常产生横向裂纹，导致废品率高达20％-30％，严重影响产品质量和成品率。因此，对蓄能器外壳产品的上述工艺方案进行改进和优化，消除底部凹六角星冷挤成形的开裂现象，对于提高蓄能器外壳产品温冷复合成形的质量和成品率具有重要意义。

发明内容

本发明针对蓄能器外壳产品由热锻及切削加工改为温冷复合成形工艺时，在冷挤底部凹六角星时内切圆处顶角侧壁出现横向裂纹而影响产品质量的问题，提出一种能够消除蓄能器外壳底部凹六角星冷挤开裂的方法。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

一种消除蓄能器外壳底部凹六角星冷挤开裂的方法，包括反挤压成形蓄能器外壳内部型腔形状、精整蓄能器外壳外侧壁和蓄能器外壳底部凹六角星冷挤压成形工艺步骤，反挤压成形蓄能器外壳内部型腔形状工艺步骤中，预成形蓄能器外壳底部凹圆台结构，并且蓄能器外壳底部凹圆台结构满足：凹圆台的斜度β₂与成品蓄能器外壳底部凹六角星入口斜度β₁保持一致，凹圆台高度L₂与成品蓄能器外壳底部凹六角星入口斜边高度L₁保持一致。

反挤压成形蓄能器外壳内部型腔形状工艺步骤中，形成蓄能器外壳内部型腔的凸台斜角α₂为3-7°、凸台上表面直径d₂为10.10-10.60mm。

所述的蓄能器外壳内部型腔的凸台斜角α₂为5°。

所述的蓄能器外壳内部型腔的凸台上表面直径d₂为10.35mm。

本发明在反挤压成形蓄能器外壳内部型腔形状工艺步骤中对蓄能器外壳底部凹六角星区域进行凹圆台形状的预成形设计，同时改变现有反挤压成形蓄能器外壳内部型腔形状工艺步骤中筒底内侧凸台形状，并保证该区域材料在变形前后体积相等。根据最终冷挤压底部凹六角星的形状，设计了反挤压工序中底部凹六角星区域预成形凹圆台的形状，使凹圆台的斜度β₂与最终底部凹六角星入口斜度β₁保持一致，凹圆台高度L₂与最终底部凹六角星入口斜边高度L₁保持一致。同时为保证该区域材料在变形前后体积相等，在凸台高度不变的前提下，改变现有筒底内侧凸台斜角α₁为α₂，改变凸台上表面直径d₁为d₂。

本发明在蓄能器外壳原冷温复合成形工艺方案的基础上，一方面通过反挤压成形蓄能器外壳内部型腔形状工艺步骤中在底部凹六角星区域进行凹圆台形状的预成形，消除最终底部凹六角星冷挤压时开裂的现象；另一方面，通过反挤压成形蓄能器外壳内部型腔形状工艺步骤中对筒底内侧凸台斜角的设计使预成形后材料在蓄能器外壳底部凹六角星冷挤压成形工艺步骤中能够完全充满模腔。所涉及的模具结构较为简单，易于加工，预成形工件底部的变形程度较为均匀，降低了终成形后工件底部凹六角星侧壁成形的损伤值，解决了原工艺中该处出现的裂纹质量问题。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

本发明进行蓄能器外壳底部凹六角星冷挤压成形工艺步骤时，由于在反挤压成形蓄能器外壳内部型腔形状工艺步骤中工件底部已经预成形了凹圆台，减小了该区域的材料流动距离，避免了应力集中现象，凹六角星侧壁损伤值显著减小，消除了凹六角星内切圆顶角处侧壁开裂的现象，保证了成品率。