本发明属于金属冲压、复形技术领域，具体涉及一种金属薄片零件热处理校形方法。
背景技术：
在精密零件制造中，薄片形状零件一般情况由冲压模具工装完成，工艺包括落料、冲孔、弯形、切边等，精度要求高的零件，工艺需要增加校形、整形才能达到片状部分的平面度精度要求（一般精度在±0.10mm以上），但是更高的精度要求就很难达到了。
悬片就是一种精密的金属薄片零件，其材料为铍青铜qbe2.yb552-75、厚度t0.03mm，由冲压模具工装完成冲孔落料、弯曲成型，可参见图1，该金属薄片零件100包括左右两个对称的片状部分101，中间为成型的凸起形状102（凸筋），其中两片状部分101共面并有平面度控制在0.04mm内的形位公差要求。由于原卷料的不平整（成型后片状部分为弧形）、零件的回弹，传统校形在批量生产中应用的合格率很低，难以达到要求的形面平面度。
现有技术中也出现了一些热校形的技术方案，如：cn207313654u、cn108526246a中都有所涉及，但还是不适于有较高平面度要求的金属弯形薄片零件使用，有待进一步优化改进结构、摸索适宜的热处理工艺参数。
技术实现要素：
针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种金属薄片零件热处理校形方法，避免批量生产中，金属薄片零件的片状部分不能有效达到平面度要求的问题，取得提高生产合格率、提升生产效率的效果。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种金属薄片零件热处理校形方法，包括弯形后的金属薄片零件，所述金属薄片零件具有平面的片状部分并在一侧面形成有凸起形状，在另一侧面形成有对应于所述凸起形状的凹陷形状；将所述金属薄片零件置于热处理校形夹具内并形成为校形整体，金属薄片零件上的片状部分在热处理校形夹具内被约束呈满足设计要求的平面度的状态；将所述校形整体放入真空炉进行热处理，热处理后取出金属薄片零件，金属薄片零件上的片状部分满足设计要求的平面度。
进一步完善上述技术方案，所述金属薄片零件的材料为铍青铜，厚度0.03毫米；所述热处理包括两次循环加热，首次加热至320℃，保温3小时后随炉冷却8小时，再次加热至310℃，保温3.5小时后随炉冷却8小时；开炉取出校形整体，空冷至常温后，打开热处理校形夹具取出金属薄片零件。
进一步地，所述热处理校形夹具包括下模、位于所述下模上方的上模以及可将所述上模和下模可拆卸地连接为一体的夹持单元，上模和下模上下相对的面为平面，上模和下模相对的两平面中的任一平面上加工有用于给所述凸起形状让位的凹槽；所述金属薄片零件置于热处理校形夹具内时，金属薄片零件上的凸起形状落入所述凹槽中，上模和下模相对的两平面紧贴金属薄片零件上的片状部分以使其被约束呈满足设计要求的平面度的状态；通过所述夹持单元将上模和下模连接为一体以形成为所述校形整体。
进一步地，所述上模上自上而下开设有若干贯穿的导热孔，所述下模上自上而下开设有若干贯穿的导热孔，上模上的导热孔与下模上的导热孔一一对应并连通。
进一步地，所述凹槽开设于下模的上表面以在下模上表面上放置薄片零件时起到定位的作用；所述上模的下表面上设有对应于所述凹陷形状的凸起部，所述凸起部与凹槽上下相对。
进一步地，所述下模的上表面上垂直凸起设有两导柱，两导柱自由穿过上模上对应开设有的两导向孔。
进一步地，所述上模和下模之间还夹设有若干增层结构，所述增层结构呈上、下表面平行的板状，增层结构的上表面与下模的上表面对应，增层结构的下表面与上模的下表面对应；两导柱也自由穿过增层结构上对应开设有的两导向孔，金属薄片零件可对应置于底层的增层结构与下模之间、相邻的两增层结构之间或顶层的增层结构与上模之间。
进一步地，所述夹持单元包括两个相对的门型卡扣，两门型卡扣分别位于上模和下模的两侧，所述门型卡扣包括竖向的腹板，腹板的上、下沿分别垂直连接有的朝向相同的上翼缘和下翼缘以呈类似槽钢的形状，上翼缘的下表面和下翼缘的上表面相对并为沿朝向自由端方向相互逐渐远离的两倾斜面，上模和下模位于上翼缘和下翼缘之间，所述腹板上开设有过孔，穿过所述过孔设有螺栓，所述螺栓的螺杆段穿过所述过孔后螺纹连接于上模或下模的侧面上以通过旋紧螺栓使上模和下模楔紧于上翼缘和下翼缘之间。
进一步地，上模的上表面和下模的下表面上分别加工有与所述两倾斜面对应的楔紧斜面；下模的侧面下部开设有凹入的让位缺口，所述下翼缘插入所述让位缺口内，让位缺口的内壁上表面形成为下模上的楔紧斜面；竖向上，下模的下表面低于下翼缘的下表面以便于放置；下模的下表面开设有凹入的导热槽，所述导热槽位于下模两侧的让位缺口之间，所述导热槽平行于两让位缺口且两端贯穿下模开设。
进一步地，所述螺栓的头部与腹板的外侧面之间夹设有开口垫圈，所述开口垫圈具有通孔并通过所述通孔套在螺栓的对应螺杆段上，所述开口垫圈上还沿径向开设有贯穿的开口，开口的宽度与通孔的内径对应以便垫入和取出。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本发明的一种金属薄片零件热处理校形方法，将完成钣金弯形的金属薄片零件置于热处理校形夹具内，上模和下模之间，金属薄片零件上经弯形成型的凸起形状落入让位的凹槽中，上模和下模相对的两平面紧贴并夹紧金属薄片零件上有平面度要求的片状部分，夹具即处于校形工作状态，通过夹持单元夹紧保持该一体的校形工作状态，即校形整体，整体放入真空炉进行热处理校形，开炉取出后校形整体，打开夹具取出金属薄片零件，有平面度要求的片状部分的平面度可达到形位公差要求（能有效控制在0.04mm内）。通过本方法提高了金属薄片零件的生产合格率，对应的，生产效率也得到提升。
2、本发明的一种金属薄片零件热处理校形方法，所采用的热处理工艺参数，真实有效，可以有效保证热处理校形的技术效果。
3、本发明的一种金属薄片零件热处理校形方法，通过增层结构适应性地提高上模和下模之间夹持零件的数量配制，在提高合格率的基础上可进一步提高生产效率。
4、本发明的一种金属薄片零件热处理校形方法，通过门型卡扣扣合夹具方便可靠，各夹持平面之间均可有效地紧贴并夹紧金属薄片零件上有平面度要求的片状部分，通过导热孔、导热槽保证热处理过程中的加热冷却均匀性，保障达到最终的形位公差要求。
附图说明
图1为背景技术提及的金属薄片零件的结构示意图；
图2为实施例的方法中金属薄片零件置于热处理校形夹具内形成校形整体的立体图；
图3为实施例中的门型卡扣的零件示意图；
图4为实施例中的下模的零件示意图；
图5为实施例的校形整体拆除上模后的示意图；
图6为具体实施例中的中间一层的增层结构的示意图（放置了金属薄片零件）；
其中，下模1，导柱11，让位缺口12，导热槽13，增层结构2，导向孔21，上模3，凹槽4，凸起部5，导热孔6，门型卡扣7，腹板71，上翼缘72，下翼缘73，倾斜面74，过孔75，外翼缘76，楔紧斜面8，开口垫圈9，开口91，螺栓10，金属薄片零件100，片状部分101，凸起形状102，凹陷形状103。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
请参见图1-6，具体实施例的一种金属薄片零件热处理校形方法，包括弯形（弯形可以是人工弯形，也可以是机械冲压成型，具体不限）后的金属薄片零件100，所述金属薄片零件100具有平面的片状部分101并在一侧面形成有凸起形状102，在另一侧面形成有对应于所述凸起形状102的凹陷形状103；将所述金属薄片零件100置于热处理校形夹具内并形成为校形整体，金属薄片零件100上的片状部分101在热处理校形夹具内被约束呈满足设计要求的平面度的状态；将所述校形整体放入真空炉（图中未示出）进行热处理，热处理后取出金属薄片零件100，金属薄片零件100上的片状部分101能够满足设计要求的平面度。具体地，所述金属薄片零件100的材料为铍青铜，厚度0.03毫米；所述热处理包括两次循环加热，首次加热至320℃，保温3小时后随炉冷却8小时，再次加热至310℃，保温3.5小时后随炉冷却8小时；开炉取出校形整体，空冷至常温后，打开热处理校形夹具取出金属薄片零件100。
本方法使用到的所述热处理校形夹具包括下模1、位于所述下模1上方的上模3以及可将所述上模3和下模1可拆卸地连接为一体的夹持单元，上模3和下模1上下相对的面为平面以用于夹持金属薄片零件100并保持其平面度，上模3和下模1上下相对的两平面中的任一平面上加工有用于给所述凸起形状102让位的凹槽4；所述金属薄片零件100置于热处理校形夹具内时，金属薄片零件100上的凸起形状102落入所述凹槽4中，上模3和下模1相对的两平面紧贴金属薄片零件100上的片状部分101以使其被约束呈满足设计要求的平面度的状态；通过所述夹持单元将上模3和下模1连接为一体以形成为所述校形整体。
请参见图5，具体操作使用时，将完成钣金弯形的金属薄片零件100置于上模3和下模1之间，数量可以是若干（凹槽4对应设置即可），一般是放置于下模1的上表面上，金属薄片零件100上经弯形成型的凸起形状102落入让位的凹槽4中，上模3和下模1相对的两平面紧贴并夹紧金属薄片零件100上有平面度要求的片状部分101，此时夹具即处于校形工作状态，通过夹持单元夹紧保持该一体的校形工作状态，即校形整体，整体放入真空炉进行两次循环加热的热处理，开炉取出后，打开夹具取出金属薄片零件100，有平面度要求的片状部分的平面度达到形位公差要求（可有效控制在0.04mm内）。适应性地提高上模3和下模1之间夹持金属薄片零件100的数量配制，可有效提高批量生产中产品的合格率和生产效率。
需要说明的是，上模3和下模1上下相对的两“平面”，并不一定是一个平面，而是根据金属薄片零件的弯形形状而确定，完全可以是具有一定夹角的两个或多个平面，即理解为上模3和下模1上下相对的面上具有与金属薄片零件的片状部分对应的平面并用于夹持金属薄片零件以保持其平面度。上模3和下模1相对的两平面紧贴金属薄片零件100上的片状部分101以使其被约束呈满足设计要求的平面度的状态，不一定是借助夹持单元的作用力，完全可以是依靠上模3的自重，但有夹持单元保持一体性显然更方便使用，同时也可以利用夹持单元的作用力来使上模3和下模1相对的两平面紧贴并夹紧金属薄片零件100上有平面度要求的片状部分101，可靠性更高。
请继续参见图4-6，其中，所述凹槽4开设于下模1的上表面以在下模1上表面上放置金属薄片零件100时起到定位的作用，也便于上模3的扣合，在上模3扣合时没有对位的要求。
实施时，上模3和下模1均为方形的板状结构，便于加工，材料可以选择45#，调质后使用，上、下表面均采用平面磨床进行平磨加工以保证平面度（0.02mm内），然后在下模1的上表面加工凹槽4；也可以选择其它适宜的材料，以后续在热处理过程中不易再发生变形为原则来设计选择使用。
其中，所述上模3的下表面上设有对应于金属薄片零件100上的凹陷形状103的凸起部5，所述凸起部5与凹槽4上下相对设置。
这样，可以在热处理过程中更好地保持金属薄片零件100上弯形的凸筋位置的形貌。
因为上模3的下表面上设有了凸起部5，在装配扣合时有了对位的要求，凸起部5应准确落入金属薄片零件100上的凹陷形状103，不能压伤零件的片状部分101。所以，在所述下模1的上表面上垂直凸起设置了两导柱11，两导柱11自由穿过上模3上对应开设有的两导向孔21。一般来说，两导柱11位于下模1上表面的两对角位置。这样，就可以保证上模3的准确扣合。导柱11材料可以选择t8a，调质hrc30-35后，固定连接在下模1上使用。
请继续参见图3-5，其中，所述夹持单元包括两个相对的门型卡扣7，两门型卡扣7分别位于上模3和下模1的两侧，所述门型卡扣7包括竖向的腹板71，腹板71的上、下沿分别垂直连接有的朝向相同的上翼缘72和下翼缘73以呈类似槽钢的形状，即门型，上翼缘72的下表面和下翼缘73的上表面相对并为沿朝向自由端方向相互逐渐远离的两倾斜面74，上模3和下模1位于上翼缘72和下翼缘73之间，所述腹板71上开设有过孔75，穿过所述过孔75设有螺栓10，所述螺栓10的螺杆段穿过所述过孔75后螺纹连接于上模3或下模1的侧面上开设有的内螺纹内以通过旋紧螺栓10使上模3和下模1楔紧于上翼缘72和下翼缘73之间从而实现可拆卸夹持连接。
这样，通过楔紧作用力，可使上模3和下模1可靠地紧贴并夹紧金属薄片零件100上有平面度要求的片状部分101，保障达到最终的形位公差要求。
其中，上模3的上表面和下模1的下表面上分别加工有与所述两倾斜面74对应的楔紧斜面8。
这样，楔紧作用力可更好地作用于上模3和下模1，也避免上模3和下模1的边沿被楔破损，同时也便于拆卸时门型卡扣7与上模3和下模1的分离。
其中，下模1的侧面下部开设有凹入的让位缺口12，该让位缺口12贯穿下模1的下表面以便于加工，所述下翼缘73插入所述让位缺口12内，让位缺口12的内壁上表面形成为下模1上的楔紧斜面8；竖向上，下模1的下表面低于下翼缘73的下表面以便于放置。
这样，避免下翼缘73凸出于下模1的下表面而造成放不平或不易放置平稳的情况。
由于需要设置让位缺口12容置下翼缘73，下模1的厚度增大，可能影响中间夹持金属薄片零件100的热处理效果，所以下模1的下表面开设有凹入的导热槽13，所述导热槽13位于下模1两侧的让位缺口12之间，所述导热槽13呈平行于两让位缺口12且两端贯穿下模1开设。这样，可尽量保证热处理过程中的加热冷却均匀性。
由于上翼缘72和下翼缘73的倾斜面74与对应的楔紧斜面8配合需要一定的搭接行程（沿侧向），如果每次装拆都完全依靠旋进和旋出螺栓10，那么旋进和旋出螺栓10势必耗时费力。所以，在所述螺栓10的头部与腹板71的外侧面之间夹设了一个开口垫圈9，所述开口垫圈9具有通孔套在螺栓10的对应螺杆段上，所述开口垫圈9上还沿径向开设有贯穿的开口91，即开口91从通孔贯穿至开口垫圈9的外圆周面，开口91的宽度与通孔的内径对应，方便垫入和取出，对应的，拆卸时，只需要拧松螺栓10即可，开口垫圈9通过开口91沿径向退出，门型卡扣7即可退出并远离上模3和下模1，便于打开夹具；装配时为逆向实施，不再赘述。
结合图1的金属薄片零件100进一步介绍设计和热处理校形方法的细节。
请继续参见图5、图6，为提高批量生产中产品的合格率和生产效率，需要适应性地提高上模3和下模1之间夹持零件的数量配制，本实施例中，下模1上的凹槽4为平行间隔开设的五条，每条凹槽4两端都贯穿开设以便加工，也方便与上模3的下表面的凸起部5对应，对应的，上模3的下表面的凸起部5即为凸筋的形式，也是平行间隔设置的五条，每条凹槽4沿长度方向间隔可放置六件金属薄片零件100，下模1上就可放置5×6＝30件金属薄片零件100。进一步地，在上模3和下模1之间还夹设有若干增层结构2，所述增层结构2也呈上、下表面平行的板状，增层结构2的上表面就与下模1的上表面对应，即也开设有凹槽4，增层结构2的下表面与上模3的下表面对应，即也设有凸起部5；两导柱11也自由穿过增层结构2上对应开设有的两导向孔21，本实施例中示意了三个增层结构2，那么每次可总共可夹持四层金属薄片零件100，共5×6×4＝120件金属薄片零件100同时入炉处理，在提高合格率的基础上进一步提高生产效率。
其中，由于增加了增层结构2，所述螺栓10的螺杆段穿过过孔75后就连接于中间一层的增层结构2的侧面上，以使上下受力更平衡。
实际加工时，上模3和增层结构2为相同件以便于加工以流转，只是完成加工后任意选择一件增层结构2作为顶层的“上模3”使用即可，对应的，增加一道加工出“上模3”上的楔紧斜面8的工序即可。
由于增加了增层结构2，为了保证热处理过程中的加热冷却均匀性，上模3、各增层结构2以及下模1还自上而下开设有若干贯穿的导热孔6，按前述的金属薄片零件100排列方式，每层中相邻四件金属薄片零件100中具有一个竖向贯穿的导热孔6为宜。
实施时，为了便于校形整体的搬移，腹板71外侧还凸起设有外翼缘76以作为把手使用，外翼缘76与上翼缘72共面设计。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
1.一种金属薄片零件热处理校形方法，包括弯形后的金属薄片零件，所述金属薄片零件具有平面的片状部分并在一侧面形成有凸起形状，在另一侧面形成有对应于所述凸起形状的凹陷形状；
其特征在于：将所述金属薄片零件置于热处理校形夹具内并形成为校形整体，金属薄片零件上的片状部分在热处理校形夹具内被约束呈满足设计要求的平面度的状态；将所述校形整体放入真空炉进行热处理，热处理后取出金属薄片零件，金属薄片零件上的片状部分满足设计要求的平面度。
2.根据权利要求1所述一种金属薄片零件热处理校形方法，其特征在于：所述金属薄片零件的材料为铍青铜，厚度0.03毫米；所述热处理包括两次循环加热，首次加热至320℃，保温3小时后随炉冷却8小时，再次加热至310℃，保温3.5小时后随炉冷却8小时；开炉取出校形整体，空冷至常温后，打开热处理校形夹具取出金属薄片零件。
3.根据权利要求1所述一种金属薄片零件热处理校形方法，其特征在于：所述热处理校形夹具包括下模、位于所述下模上方的上模以及可将所述上模和下模可拆卸地连接为一体的夹持单元，上模和下模上下相对的面为平面，上模和下模相对的两平面中的任一平面上加工有用于给所述凸起形状让位的凹槽；所述金属薄片零件置于热处理校形夹具内时，金属薄片零件上的凸起形状落入所述凹槽中，上模和下模相对的两平面紧贴金属薄片零件上的片状部分以使其被约束呈满足设计要求的平面度的状态；通过所述夹持单元将上模和下模连接为一体以形成为所述校形整体。
4.根据权利要求3所述一种金属薄片零件热处理校形方法，其特征在于：所述上模上自上而下开设有若干贯穿的导热孔，所述下模上自上而下开设有若干贯穿的导热孔，上模上的导热孔与下模上的导热孔一一对应并连通。
5.根据权利要求3所述一种金属薄片零件热处理校形方法，其特征在于：所述凹槽开设于下模的上表面以在下模上表面上放置薄片零件时起到定位的作用；所述上模的下表面上设有对应于所述凹陷形状的凸起部，所述凸起部与凹槽上下相对。
6.根据权利要求5所述一种金属薄片零件热处理校形方法，其特征在于：所述下模的上表面上垂直凸起设有两导柱，两导柱自由穿过上模上对应开设有的两导向孔。
7.根据权利要求6所述一种金属薄片零件热处理校形方法，其特征在于：所述上模和下模之间还夹设有若干增层结构，所述增层结构呈上、下表面平行的板状，增层结构的上表面与下模的上表面对应，增层结构的下表面与上模的下表面对应；两导柱也自由穿过增层结构上对应开设有的两导向孔，金属薄片零件可对应置于底层的增层结构与下模之间、相邻的两增层结构之间或顶层的增层结构与上模之间。
8.根据权利要求3所述一种金属薄片零件热处理校形方法，其特征在于：所述夹持单元包括两个相对的门型卡扣，两门型卡扣分别位于上模和下模的两侧，所述门型卡扣包括竖向的腹板，腹板的上、下沿分别垂直连接有的朝向相同的上翼缘和下翼缘以呈类似槽钢的形状，上翼缘的下表面和下翼缘的上表面相对并为沿朝向自由端方向相互逐渐远离的两倾斜面，上模和下模位于上翼缘和下翼缘之间，所述腹板上开设有过孔，穿过所述过孔设有螺栓，所述螺栓的螺杆段穿过所述过孔后螺纹连接于上模或下模的侧面上以通过旋紧螺栓使上模和下模楔紧于上翼缘和下翼缘之间。
9.根据权利要求8所述一种金属薄片零件热处理校形方法，其特征在于：上模的上表面和下模的下表面上分别加工有与所述两倾斜面对应的楔紧斜面；下模的侧面下部开设有凹入的让位缺口，所述下翼缘插入所述让位缺口内，让位缺口的内壁上表面形成为下模上的楔紧斜面；
竖向上，下模的下表面低于下翼缘的下表面以便于放置；下模的下表面开设有凹入的导热槽，所述导热槽位于下模两侧的让位缺口之间，所述导热槽平行于两让位缺口且两端贯穿下模开设。
10.根据权利要求8所述一种金属薄片零件热处理校形方法，其特征在于：所述螺栓的头部与腹板的外侧面之间夹设有开口垫圈，所述开口垫圈具有通孔并通过所述通孔套在螺栓的对应螺杆段上，所述开口垫圈上还沿径向开设有贯穿的开口，开口的宽度与通孔的内径对应以便垫入和取出。
技术总结