一種汽車(chē)排氣管法蘭制造裝置及制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提出一種汽車(chē)排氣管法蘭制造裝置及制造方法，該裝置包括：主軋輥，作為驅(qū)動(dòng)輥，以設(shè)定角速度沿圓周方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)；芯輥，其外圍設(shè)置有法蘭環(huán)坯和模具，所述芯輥?zhàn)鳛榧訅狠?，其按設(shè)定速度向所述主軋輥方向不斷進(jìn)給，并在與所述法蘭環(huán)坯接觸面摩擦力的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，所述模具在此過(guò)程中改變所述法蘭環(huán)坯的外輪廓形狀；所述主軋輥和芯輥之間的法蘭環(huán)坯在厚度方向受壓力并在圓周方向延伸使壁厚減薄、內(nèi)外直徑同時(shí)擴(kuò)大。本發(fā)明采用環(huán)軋成形的方法，即通過(guò)厚板旋壓，墩擠出法蘭凸緣，這種方法以板料代替棒料，材料成本可以減少三分之一，而且后續(xù)機(jī)加工余量小，同時(shí)環(huán)軋工藝具有加工質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低、材料利用率高等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
_種汽車(chē)排氣管法蘭制造裝置及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及汽車(chē)零部件制造領(lǐng)域，且特別涉及一種汽車(chē)排氣管法蘭制造裝置及制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車(chē)排氣管的主要作用是提高發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩，讓發(fā)動(dòng)機(jī)性能更穩(wěn)定。隨著汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，排氣管作為汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)不可缺少的組件，直接與缸蓋相連接，排氣管法蘭的平面精度高低，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的密封性、動(dòng)力性和實(shí)用性起著至關(guān)重要的作用。
[0003]目前，在車(chē)輛領(lǐng)域，排氣管路之間常使用法蘭來(lái)對(duì)管路進(jìn)行連接，而排氣系統(tǒng)由于溫度較高，工作環(huán)境惡劣，所以法蘭面初保證良好的密封顯得尤為重要，如果法蘭面的加工質(zhì)量不高，很容易發(fā)生氣體泄漏。
[0004]目前市場(chǎng)上的汽車(chē)排氣管法蘭，采用機(jī)加工或熱鍛的方法，生產(chǎn)效率和材料利用率低，導(dǎo)致成本較高，同時(shí)強(qiáng)度方面性能也較差，高溫情況下容易損壞，降低產(chǎn)品使用年限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出一種汽車(chē)排氣管法蘭制造裝置及制造方法，采用環(huán)乳成形的方法，SP通過(guò)厚板旋壓，墩擠出法蘭凸緣，這種方法以板料代替棒料，材料成本可以減少三分之一，而且后續(xù)機(jī)加工余量小，同時(shí)環(huán)乳工藝具有加工質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低、材料利用率高等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種汽車(chē)排氣管法蘭制造裝置，包括:
[0007]主乳輥，作為驅(qū)動(dòng)輥，以設(shè)定角速度沿圓周方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)；
[0008]芯輥，其外圍設(shè)置有法蘭環(huán)坯和模具，所述芯輥?zhàn)鳛榧訅狠仯浒丛O(shè)定速度向所述主乳輥方向不斷進(jìn)給，并在與所述法蘭環(huán)坯接觸面摩擦力的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，所述模具在此過(guò)程中改變所述法蘭環(huán)坯的的外輪廓形狀；
[0009]所述主乳輥和芯輥之間的法蘭環(huán)坯在厚度方向受壓力并在圓周方向延伸使壁厚減薄、內(nèi)外直徑同時(shí)擴(kuò)大。
[0010]進(jìn)一步的，該裝置還包括上錐輥和下錐輥，在乳制過(guò)程中限制法蘭環(huán)坯沿高度方向展寬。
[0011 ]進(jìn)一步的，該裝置還包括對(duì)稱(chēng)設(shè)置的兩個(gè)支撐輥，用于控制法蘭環(huán)坯的外徑，使法蘭環(huán)坯在變形過(guò)程中均勻變化外徑，并在最后歸圓時(shí)能夠順利成形。
[0012]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提出一種汽車(chē)排氣管法蘭制造方法，包括下列步驟:
[0013]對(duì)汽車(chē)排氣管法蘭進(jìn)行成形工藝分析，確定工序；
[0014]進(jìn)行法蘭環(huán)坯板料單向拉伸實(shí)驗(yàn)，測(cè)試材料應(yīng)力應(yīng)變曲線；
[0015]計(jì)算法蘭環(huán)坯板料尺寸；
[0016]建立法蘭環(huán)坯板料環(huán)乳成形的有限元模型，進(jìn)行計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬；
[0017]進(jìn)行物理試驗(yàn)；
[0018]將計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬結(jié)果跟物理實(shí)驗(yàn)對(duì)標(biāo)，修正有限元模型；
[0019 ]改進(jìn)工藝，進(jìn)行計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬，給出解決方案。
[0020]進(jìn)一步的，所述根據(jù)有限元模型進(jìn)行模擬和進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)采用汽車(chē)排氣管法蘭制造裝置進(jìn)行，該裝置包括:
[0021]主乳輥，作為驅(qū)動(dòng)輥，以設(shè)定角速度沿圓周方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)；
[0022]芯輥，其外圍設(shè)置有法蘭環(huán)坯和模具，所述芯輥?zhàn)鳛榧訅狠?，其按設(shè)定速度向所述主乳輥方向不斷進(jìn)給，并在與所述法蘭環(huán)坯接觸面摩擦力的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，所述模具在此過(guò)程中改變所述法蘭環(huán)坯的的外輪廓形狀；
[0023]所述主乳輥和芯輥之間的法蘭環(huán)坯在厚度方向受壓力并在圓周方向延伸使壁厚減薄、內(nèi)外直徑同時(shí)擴(kuò)大。
[0024]進(jìn)一步的，該裝置還包括上錐輥和下錐輥，在乳制過(guò)程中限制法蘭環(huán)坯沿高度方向展寬。
[0025]進(jìn)一步的，該裝置還包括對(duì)稱(chēng)設(shè)置的兩個(gè)支撐輥，用于控制法蘭環(huán)坯的外徑，使法蘭環(huán)坯在變形過(guò)程中均勻變化外徑，并在最后歸圓時(shí)能夠順利成形。
[0026]進(jìn)一步的，在分析模擬過(guò)程中調(diào)節(jié)參數(shù)包括:主乳輥的轉(zhuǎn)速和芯輥的移動(dòng)速度。
[0027]本發(fā)明提出的汽車(chē)排氣管法蘭制造裝置及制造方法，其有益效果是:
[0028]1、加工質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低、材料利用高。
[0029]2、環(huán)乳變形均勻、深透，金屬流線沿圓周方向分布，環(huán)壁切向機(jī)械性能高。
[0030]3、大大減少了實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)階段的時(shí)間，并能省下更多的成本。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例的汽車(chē)排氣管法蘭制造裝置結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0032]圖2所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例的汽車(chē)排氣管法蘭制造裝置結(jié)構(gòu)正視圖。
[0033]圖3所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例的汽車(chē)排氣管法蘭制造裝置結(jié)構(gòu)立體圖。
[0034]圖4所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例的汽車(chē)排氣管法蘭制造方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]以下結(jié)合附圖給出本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明不限于以下的實(shí)施方式。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書(shū)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率，僅用于方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0036]請(qǐng)參考圖1?圖3，圖1所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例的汽車(chē)排氣管法蘭制造裝置結(jié)構(gòu)俯視圖。圖2所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例的汽車(chē)排氣管法蘭制造裝置結(jié)構(gòu)正視圖。圖3所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例的汽車(chē)排氣管法蘭制造裝置結(jié)構(gòu)立體圖。
[0037]本發(fā)明提出一種汽車(chē)排氣管法蘭制造裝置，包括:主乳輥100，作為驅(qū)動(dòng)輥，以設(shè)定角速度η沿圓周方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)；芯輥200，其外圍設(shè)置有法蘭環(huán)坯300和模具400，所述芯輥200作為加壓輥，其按設(shè)定速度V向所述主乳輥100方向不斷進(jìn)給，并在與所述法蘭環(huán)坯300接觸面摩擦力的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，所述模具400在此過(guò)程中改變所述法蘭環(huán)坯300的的外輪廓形狀;所述主乳輥100和芯輥之200間的法蘭環(huán)坯300在厚度方向受壓力并在圓周方向延伸使壁厚減薄、內(nèi)外直徑同時(shí)擴(kuò)大。
[0038]根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例，該裝置還包括上錐輥500和下錐輥600，在乳制過(guò)程中限制法蘭環(huán)坯300沿高度方向展寬。進(jìn)一步的，該裝置還包括對(duì)稱(chēng)設(shè)置的兩個(gè)支撐輥700，用于控制法蘭環(huán)坯300的外徑，使法蘭環(huán)坯300在變形過(guò)程中均勻變化外徑，并在最后歸圓時(shí)能夠順利成形。
[0039]再請(qǐng)參考圖4，圖4所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例的汽車(chē)排氣管法蘭制造方法流程圖。本發(fā)明還提出一種汽車(chē)排氣管法蘭制造方法，包括下列步驟:
[0040]步驟SlOO:對(duì)汽車(chē)排氣管法蘭進(jìn)行成形工藝分析，確定工序；
[0041 ]步驟S200:進(jìn)行法蘭環(huán)坯板料單向拉伸實(shí)驗(yàn)，測(cè)試材料應(yīng)力應(yīng)變曲線；
[0042]步驟S300:計(jì)算法蘭環(huán)坯板料尺寸；
[0043]步驟S400:建立法蘭環(huán)坯板料環(huán)乳成形的有限元模型，進(jìn)行計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬；
[0044]步驟S500:進(jìn)行物理試驗(yàn)；
[0045]步驟S600:將計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬結(jié)果跟物理實(shí)驗(yàn)對(duì)標(biāo)，修正有限元模型；
[0046]步驟S700:改進(jìn)工藝，進(jìn)行計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬，給出解決方案。
[0047]根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例，所述根據(jù)有限元模型進(jìn)行模擬和進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)采用汽車(chē)排氣管法蘭制造裝置進(jìn)行，該裝置的結(jié)構(gòu)已在上面進(jìn)行過(guò)說(shuō)明，這里不在過(guò)多闡述。
[0048]進(jìn)一步的，在分析模擬過(guò)程中調(diào)節(jié)參數(shù)包括:主乳輥的轉(zhuǎn)速和芯輥的移動(dòng)速度。
[0049]綜上所述，本發(fā)明提出的汽車(chē)排氣管法蘭制造裝置及制造方法，汽車(chē)排氣管法蘭成形包括了板料成形和體積成形，完成其數(shù)值模擬將會(huì)提供一個(gè)高效的材料成形解決方案;為板料環(huán)乳成形制定合理的工藝路線;為類(lèi)似零件成形工藝的編制提供較好的建議。在分析模擬過(guò)程中，需要不斷調(diào)整各類(lèi)參數(shù)，比如主輥的轉(zhuǎn)速，網(wǎng)格的劃分，以及芯輥的移動(dòng)速度，這些都會(huì)影響最終成型的實(shí)際和結(jié)果，因此在模擬中可以有效的進(jìn)行調(diào)整，做出最優(yōu)的方案選擇。
[0050]雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書(shū)所界定者為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種汽車(chē)排氣管法蘭制造裝置，其特征在于，包括: 主乳輥，作為驅(qū)動(dòng)輥，以設(shè)定角速度沿圓周方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)； 芯輥，其外圍設(shè)置有法蘭環(huán)坯和模具，所述芯輥?zhàn)鳛榧訅狠仯浒丛O(shè)定速度向所述主乳輥方向不斷進(jìn)給，并在與所述法蘭環(huán)坯接觸面摩擦力的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，所述模具在此過(guò)程中改變所述法蘭環(huán)坯的的外輪廓形狀； 所述主乳輥和芯輥之間的法蘭環(huán)坯在厚度方向受壓力并在圓周方向延伸使壁厚減薄、內(nèi)外直徑同時(shí)擴(kuò)大。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)排氣管法蘭制造裝置，其特征在于，該裝置還包括上錐輥和下錐輥，在乳制過(guò)程中限制法蘭環(huán)坯沿高度方向展寬。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)排氣管法蘭制造裝置，其特征在于，該裝置還包括對(duì)稱(chēng)設(shè)置的兩個(gè)支撐輥，用于控制法蘭環(huán)坯的外徑，使法蘭環(huán)坯在變形過(guò)程中均勻變化外徑，并在最后歸圓時(shí)能夠順利成形。4.一種汽車(chē)排氣管法蘭制造方法，其特征在于，包括下列步驟: 對(duì)汽車(chē)排氣管法蘭進(jìn)行成形工藝分析，確定工序； 進(jìn)行法蘭環(huán)坯板料單向拉伸實(shí)驗(yàn)，測(cè)試材料應(yīng)力應(yīng)變曲線； 計(jì)算法蘭環(huán)坯板料尺寸； 建立法蘭環(huán)坯板料環(huán)乳成形的有限元模型，進(jìn)行計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬； 進(jìn)行物理試驗(yàn)； 將計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬結(jié)果跟物理實(shí)驗(yàn)對(duì)標(biāo)，修正有限元模型； 改進(jìn)工藝，進(jìn)行計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬，給出解決方案。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽車(chē)排氣管法蘭制造方法，其特征在于，所述根據(jù)有限元模型進(jìn)行模擬和進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)采用汽車(chē)排氣管法蘭制造裝置進(jìn)行，該裝置包括: 主乳輥，作為驅(qū)動(dòng)輥，以設(shè)定角速度沿圓周方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)； 芯輥，其外圍設(shè)置有法蘭環(huán)坯和模具，所述芯輥?zhàn)鳛榧訅狠?，其按設(shè)定速度向所述主乳輥方向不斷進(jìn)給，并在與所述法蘭環(huán)坯接觸面摩擦力的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，所述模具在此過(guò)程中改變所述法蘭環(huán)坯的的外輪廓形狀； 所述主乳輥和芯輥之間的法蘭環(huán)坯在厚度方向受壓力并在圓周方向延伸使壁厚減薄、內(nèi)外直徑同時(shí)擴(kuò)大。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽車(chē)排氣管法蘭制造方法，其特征在于，該裝置還包括上錐輥和下錐輥，在乳制過(guò)程中限制法蘭環(huán)坯沿高度方向展寬。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽車(chē)排氣管法蘭制造方法，其特征在于，該裝置還包括對(duì)稱(chēng)設(shè)置的兩個(gè)支撐輥，用于控制法蘭環(huán)坯的外徑，使法蘭環(huán)坯在變形過(guò)程中均勻變化外徑，并在最后歸圓時(shí)能夠順利成形。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽車(chē)排氣管法蘭制造方法，其特征在于，在分析模擬過(guò)程中調(diào)節(jié)參數(shù)包括:主乳輥的轉(zhuǎn)速和芯輥的移動(dòng)速度。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK106021812SQ201610404849
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日
【發(fā)明人】周建峰, 馬昌龍, 羅孔逍
【申請(qǐng)人】上海電機(jī)學(xué)院