[发明专利]一种制造机械零件的方法、模具和系统

说明书

本申请要求于2012年9月28号提交中国专利局、申请号为201210367258.6、发明名称为“一种引导褶皱有利分布的热成形方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及机械零件制造领域，特别涉及一种制造机械零件的方法、模具和系统。

背景技术

随着能源危机和环境问题在全球范围内加剧，机械制造业的发展开始向节能、环保、安全的方向转变，这就要求机械制造过程中提高钢铁资源的利用率，减少钢铁资源的消耗。

在各种机械零件制造中，机械零件的制造通常是采用冷冲压的工艺方法，将作为坯料的钢板在常温下压入制作机械零件的模具的空隙中，从而使钢板在模具中成形，制成机械零件。通常，机械零件大多零件的单体都具有很多弯折，例如电机支架等支架类和盘类零件，而弯折处通常都会处理成圆角。而钢板在常温下伸张性很小，这样，采用现有冷冲压工艺来制造机械零件时，钢板在模具的空隙内被冲压到圆角处时就会因为难以弯曲而难以通过该圆角，所以冷冲压工艺不能完成将一块钢板冲压入整个模具的空隙直接形成整个零件的一次成形的过程。因此，现有的冷冲压工艺在制造机械零件时，都是采用多次成形焊接的方式，即分别冲压形成该零件各个不含圆角的部分，然后再将这些部分焊接起来形成整个零件。参见图1，示出了采用冷冲压和焊接的方式制造出的电机支架。而焊接时需要焊接在一起的零件部分之间具有重叠，所以，通过冷冲压的多次成形焊接的方式来制造机械零件，就会消耗较多的钢板原料。

目前，为了避免冷冲压工艺所导致的消耗较多钢板原料的问题，可以采用热冲压工艺来制造机械零件。热冲压工艺是将作为坯料的钢板加热，并在加热后钢板处于高温时趁热冲压到零件的模具中去，从而可以形成机械零件。由于钢板处于高温时具有较好的延展性，所以钢板在冲压时容易产生形变而通过模具圆角处的空隙，这样就使得热冲压可以实现利用一块钢板冲压到模具中形成整个零件的一次成形过程，从而可以节省机械零件制造使用的钢铁资源。但是，在热冲压时，钢板在通过模具圆角处的空隙时会由于受到阻力而产生褶皱，这样随着冲压过程不断产生的褶皱会不规则堆积，进而继续冲压就容易使钢板褶皱处被拉裂。可见，热冲压工艺制造机械零件时，容易产生被拉裂的零件产品，而被拉裂的零件不能被使用，从而使得产品的废品率提高，这不仅增加了生产成本，也会造成钢铁资源的浪费。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种制造机械零件的方法、模具和系统，以克服现有技术中由于热冲压产生的褶皱容易被拉裂而导致的生产出较多被拉裂的零件产品、产品的废品率提高、生产成本增加以及钢铁资源浪费的缺陷。

为达到上述目的，本发明提供了一种制造机械零件的模具，所述机械零件的模具包括：凹模和凸模；所述凹模和凸模之间具有容纳所述坯料钢板的冲压空隙；所述模具的圆角处的冲压空隙宽度大于所述褶皱的厚度。

优选的，所述模具的圆角处的冲压空隙宽度为设定系数与所述坯料钢板的厚度的乘积，所述设定系数为1.15~2.25。

优选的，所述模具上具有冷却系统。

优选的，所述机械零件为电机支架。

本发明还提供了一种制造机械零件的方法，所述方法包括：

在预设的加热温度下加热坯料钢板；

将所述坯料钢板放入所述机械零件的模具冲压，以便所述坯料钢板在所述模具的圆角处形成褶皱和在所述模具中形成所述机械零件；所述机械零件的模具包括凹模和凸模，所述凹模和凸模之间具有容纳所述坯料钢板的冲压空隙，所述模具的圆角处的冲压空隙宽度大于所述褶皱的厚度。

优选的，所述模具的圆角处的冲压空隙宽度为设定系数与所述坯料钢板的厚度的乘积，所述设定系数为1.15~2.25。

优选的，所述在在预设的加热温度下加热坯料钢板具体为：

将坯料钢板置于充满氮气的加热炉中加热至所述坯料钢板的奥氏体化温度，并在所述坯料钢板达到所述奥氏体化温度时，将所述坯料钢板进行保温。

优选的，所述在形成所述机械零件之后，还包括：

在所述模具中对所述机械零件进行冷却；所述模具上具有冷却系统；

等待第一时间之后，将所述机械零件从所述模具中取出空冷。

优选的，所述机械零件为电机支架。

本发明还提供了一种制造机械零件的控制系统，其特征在于，所述系统包括：

控制加热单元，用于在预设的加热温度下加热坯料钢板；