[发明专利]一种无轮辐汽车解耦电机皮带轮制造模具及工艺

说明书

技术领域

    本发明涉及皮带轮制造领域，特别涉及一种无轮辐汽车解耦电机皮带轮制造模具及工艺。

背景技术

自2008年以来，传统的汽车电机皮带轮逐渐被一种专利产品——汽车解耦电机皮带轮总成（One-way clutch Alternator Decoupler，简称OAD）所取代。由于后者大为增加了电机变速的平滑性，能节油2%～3%以上，并且其抗疲劳能力增加一倍，因此市场前景十分广阔。

汽车解耦电机皮带轮总成(OAD)最初是LITENS（莱顿）公司于2003年发明的专利，后来经改进，作了一些结构的变动，发明出一种结构更加紧凑的新型OAD,两者之间构造稍异，其原理和功能基本相同，莱顿公司在中国大陆申请了汽车解耦电机皮带轮总成(OAD)的发明专利,其专利号为ZL 03816543.0。

制造皮带轮的方法层出不穷，长期以来大多是先以板、管或铸造形成管状坯料，后经切削加工去除多余材料的制造工艺，而近年来用旋转冷挤压制造皮带轮的工艺因其高质量、高效率、省材料的特点而后来居上。可是，汽车解耦电机皮带轮总成（OAD）中的皮带轮现有制造工艺依然停留在原来的状态，究其原因主要是：众所周知，汽车产业零部件制造技术标准和工艺要求高于其他一般产业零部件制造标准，而OAD中的皮带轮槽底厚度很薄，若以旋转冷挤压制造这样的皮带轮，旋转滚轮必须在径向对料坯施加很大压力，但是由于它没有轮辐，料坯无法在旋转冷挤压的工装模具中被可靠夹紧，因为旋转冷挤压设备仅能在轴向上给予料坯夹紧力，而钢管料坯的端面面积很小，所以无法被可靠夹紧，当旋转滚轮对料坯施加压力时，料坯必然打滑而导致制造工艺失败。有鉴于此，到目前尚未见到以旋压法加工OAD皮带轮的制造工艺。事实上，目前所有旋转冷挤压工艺制造汽车用皮带轮均要求皮带轮为有轮辐结构，以便工艺可行。

解耦汽车电机皮带轮总成（OAD）的皮带轮本体结构目前主要有两种，本发明所涉及的无轮辐OAD皮带轮结构是其中一种——无轮辐薄壁长桶形结构。这种结构的特点是其桶形外径表面带有多个高精度的槽，槽底最薄处壁厚仅有1.3 mm，截面如附图1中阴影部分所示。该结构的OAD皮带轮现有制造工艺是用无缝钢管作为料坯，经多道车削加工出其外表面多条凹槽制成，见图1。其缺点是：经济上生产效率低，原材料利用率较低，一次合格率较低，加工成本高；在质量上，其外表凹槽难以车削到很高的光洁度（导致汽车发动机高速运行时有噪音隐患），同时由于车削的皮带轮其强度只能保有钢管的自身强度，因此皮带轮的强度不高。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于设计一种生产效率高，原材料利用率高，合格率高、加工成本低且皮带轮强度好的一种无轮辐汽车解耦电机皮带轮模具及工艺。

为达到上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种无轮辐汽车解耦电机皮带轮制造模具，包括上模结构和下模结构，所述的上模结构为带有轴承的高硬度旋转轮，所述的下模结构包括左、右夹紧装置和高硬度左、右芯棒,所述的左夹紧装置和右夹紧装置将套在高硬度左、右芯棒上的管坯夹紧固定，所述的高硬度旋转轮上具有与无轮辐汽车解耦电机皮带轮相对应的槽，其特征在于：所述的右夹紧装置和左夹紧装置中至少有一个为给管坯提供足够的径向抱紧力的径向夹紧装置。

进一步，所述的径向夹紧装置的一种为弹簧夹头，所述的弹簧夹头包括内抱紧弹簧夹头、弹簧夹头外套、矩型弹簧，所述的内抱紧弹簧夹头含有一供管坯插入并夹紧的分瓣管口，且通过矩型弹簧与弹簧夹头外套相连。

优选的，所述的内抱紧弹簧夹头接触管坯表面部位具有多个尖角凸起。

进一步，所述的径向夹紧装置另一种为液压三爪夹头。

优选的，所述的液压三爪夹头接触管坯表面部位具有多个尖角凸起。

进一步，所述的管坯为无缝钢管。

本发明还包括一种无轮辐汽车解耦电机皮带轮制造工艺，其特征在于：采用上述的无轮辐汽车解耦电机皮带轮制造模具，还包括如下步骤：

步骤1：高硬度右芯棒和右夹紧装置一起向右移开，管坯套入高硬度左芯棒上；

步骤2：高硬度右芯棒和右夹紧装置一起向左移动与高硬度左芯棒和左夹紧装置合模，将管坯轴向夹紧和径向夹紧；

步骤3：将高硬度左芯棒、左夹紧装置、高硬度右芯棒、管坯、右夹紧装置一起旋转；