CN101327562A - 金属绳轮的加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种金属绳轮的加工方法，将钢板剪裁冲压成轮板同轴冲压中心轴承孔并拉伸至轮板的一面形成轴承套的一边；在已冲压拉伸轮板轴承孔的另一面焊接轴承套的另一边，形成同轴心的轴承套；在轮板外圆面和轴承套内孔表面车削至设计尺寸；将车削平整的轮板置于夹紧转动盘内，用开槽刀在外圆周面中心线上开圆周槽；将已开过圆周槽的圆周面上用挤压成型刀挤压圆周槽成35至90度张角；装配轴承并将轴承套固紧。采用冷挤压加工的金属绳轮，既节省能源，又能保持铁板或钢原有的抗拉强度和屈服应力，以及良好硬度和韧性，还提高了刀具的使用寿命，产品加工尺寸精度也稳定，提高金属绳轮质量同时，降低省耗，提高生产率，无二次环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及冷挤压加工机械产品的方法，特别是采用冷挤压加工金属绳轮的方法。
背景技术
绳轮是吊装设备中普遍使用的部件，金属绳轮是电梯行业中重要的牵引部件，金属绳轮普遍采用铸铁浇铸，浇铸品质地疏松，抗拉强度、屈服应力性差，再是铸造品需经车床切削，工序多、成本高，此外铸造工序还存在能耗高、二次环境污染等问题。CN1853853A公开一种用钢板制造绳轮的工艺方法，它虽然革除铸铁模铸的方法，但却采用火焰枪向圆钢板边缘加热，加热温度在1000～1100℃，将挤压成机的切刀对准圆钢板缓慢进刀形成切槽，再用成型刀成型。其缺陷在于需将圆钢板加热至1000～1100℃时用切刀切槽，用成型刀成型，它除了能耗仍然高之外，其困难之处还在于如何检测和控制1000～1100℃的温度，在这种温度下工作的刀具是如何选择以及如何保证圆钢板和刀具在高温度内不变形，从而确保加工产品的精度和性能指标。这种热挤压成型工艺存在技术难题，必须解决否则难以实施应用。
发明内容
本发明针对上述热挤压制造金属绳轮所存在的技术问题，提供一种冷挤压制造金属绳轮的方法，达到制造简便、成本低，节约能源，革除二次环境污染目的。
本发明采用以下方法步骤实现上述目标。
金属绳轮的加工方法，其特征在于包括以下步骤：
a、将钢板按设计尺寸剪裁冲压成轮板，同时同轴冲压中心轴承孔并拉伸至轮板的一面形成轴承套的一边；
b、在上述已冲压拉伸轮板轴承孔的另一面焊接轴承套的另一边，形成同轴心的轴承套；
c、对经过拉伸和焊好轴承套的轮板外圆面和轴承套内孔表面车削至设计尺寸，且平整光洁；
d、将已经过车削平整的轮板置于夹紧转动盘内，在可编程控制器控制下用开槽刀在外圆周面中心线上开圆周槽；
e、在可编程控制器控制下，将已开过圆周槽的圆周面上用挤压成型刀挤压圆周槽成35至90度张角；
f、装配轴承并将轴承套固紧。
上述6个步骤基本上制成符合要求的铁或钢绳轮，根据需要在装配轴承前可对轮板作表面电镀、喷塑等防锈、防腐处理。
采用上述冷挤压工艺方法加工的金属绳轮，首先是革除加热至1000～1100℃这个既耗能又难以操作的工序，既节省能源，又能保持铁板或钢原有的抗拉强度和屈服应力，以及良好硬度和韧性，同时还提高了刀具的使用寿命，不仅在常温下进行开槽和挤压扩槽，还可用冷却液冷却工件，使被加工圆板和切刀形状保持稳定，产品加工尺寸精度也稳定，在提高金属绳轮质量同时，降低省耗，提高生产率，无二次环境污染。
附图说明
图1-a为金属绳轮主视图，图1-b为图1-a的纵剖面图。
图2-a为冲压拉伸轴承孔一边示意图，图2-b为图2-a的纵剖面图。
图3为焊接轴承孔另一边示意图。
图4为车削轴承内孔表面示意图。
图5为轮板外圆周面开槽过程示意图。
图6为轮板外圆周面绳槽定型示意图。
具体实施方式
绳轮按使用要求，其外径一般为50～250mm，轮板厚度为3～6mm钢板，轮槽的张角度一般按钢丝绳的配合要求一般为35～90度。
现以钢板厚度为3mm，外径为φ90mm的钢板绳轮为例说明加工过程：
1、将3mm厚的钢板用剪板机剪裁成宽度为100mm的条料，用63～110吨冲床和模具将条料冲压成直径φ91.5mm的轮板，同时同轴冲压中心轴承孔并拉伸至轮板的一面形成轴承套的一边，如图2所示。
2、在上述已冲压拉伸轮板的轴承孔的另一面焊接轴承套的另一边，形成同轴心轴承套，如图3所示。
3、对经过拉伸和焊接好轴承套的轮板车削外圆直径至φ90.3mm和车削轴承套内孔至φ30mm，且表面平整光洁。
4、将已经车削平整的轮板置于由电动机带动的主动夹紧转动盘8之上，启动机器，在可编程控制器21控制下，从动夹紧转动盘9下降压紧轮板，夹紧压力在6MPa～12MPa，冷却液喷淋，主动夹紧转动盘8开始旋转，转速在200～400转/分，开槽切刀10自动进刀在轮板1的直径处径向切入开槽，开槽刀径向进刀挤压力在6MPa～10MPa。
5、在可编程控制器21控制下，开槽深度达到要求时开槽刀10自动退回原位，成型刀11自动深入已开的圆环槽4内，成型刀被动旋转边进刀挤压边伸入槽底，将槽的两面挤压至上下夹紧转动盘的斜面形成的张角时，槽定型完成，成型刀11自动退回原位，主动夹紧转动盘停止旋转，冷却液停止喷淋，从动夹紧转动盘上升，取下绳轮，成型刀的径向进刀挤压力在6MPa～10MPa。
6、表面处理按设计或用户要求对金属绳轮表面进行电镀、喷塑等防锈、防腐处理。
7、把轴承装入轮板的轴承孔内，并将轴承与轴承套冲铆固紧。
采用冷挤压工艺对轮板外圆周面开圆周槽，是本发明的基本特征，轮板外圆周面的绳槽是在有模具造型的夹紧盘旋转状态下，先用开槽刀径向冷挤压切入轮缘开槽，然后用成型刀径向冷挤压扩张定型。在特定压紧模具和特定旋转速度状态下，开槽刀具以一定的挤压力径向挤压切入开槽，然后径向挤压成型刀具扩张定型。开槽刀具为圆盘刀，圆盘开槽刀刃两面间的夹角为15～45度。成型刀具也为圆盘刀，圆盘成型刀两面间的夹角为35～90度，开槽刀和成型刀选用Cr12MoV和Cr12工具钢，热处理硬度HRC56～60度。在冷挤压开槽和扩张过程中喷淋的冷却液为普通皂化液冲稀2～3倍水溶液。
在可编程控制器21的控制下，主动夹紧转动盘8既是自动转动盘，也是作为冷挤压的下模或凸模，在下模的中心凸模15与轴承套2内孔相互套合，轴承套2的拉伸边5与主动夹紧转动盘8上的圆环槽16相互套合。主动夹紧转动盘8依次由中心凸圆柱15、圆环槽16、圆环凸起14和外圆周面向下的斜面17组成。从动夹紧转动盘9为冷挤压上模或凹模，依次由中间的内凹圆20、圆环凸起19和外圆周面向上的斜面18组成。从动夹紧转动盘9中间的内凹圆孔20与轴承套2的另一焊接边7相对应，从动夹紧转动盘9与主动夹紧转动盘8合紧时，主动夹紧转动盘9的凸柱15与从动夹紧转动盘9中间的内凹圆孔20相互套合并将轮板的轴套孔套合压紧，主动夹紧转动盘的圆环凸起14与从动夹紧转动盘的圆环凸起19相对应将轮板1压紧，主动夹紧转动盘8的外圆周向下的斜面17也与从动夹紧转动盘9外圆周向上的斜面18相对应，形成扩张角模型以确保被挤压的绳轮圆周面上的张角大小均匀准确。
其他外径不同的金属绳轮加工方法与上述基本相同，所不同的是需要重新设计不同尺寸的开槽刀、成型刀，以及不同尺寸规格的主动夹紧转动盘和从动夹紧转动盘，对于可编程控制器的控制程序和控制参数也应作相应调整，以适应加工不同规格绳轮的需要。
Claims (8)
1、金属绳轮的加工方法，其特征在于包括以下步骤：
a、将钢板按设计尺寸剪裁冲压成轮板，同时同轴冲压中心轴承孔并拉伸至轮板的一面形成轴承套的一边；
b、在上述已冲压拉伸轮板轴承孔的另一面焊接轴承套的另一边，形成同轴心的轴承套；
c、对经过拉伸和焊好轴承套的轮板外圆面和轴承套内孔表面车削至设计尺寸，且平整光洁；
d、将已经过车削平整的轮板置于夹紧转动盘内，在可编程控制器控制下用开槽刀在外圆周面中心线上开圆周槽；
e、在可编程控制器控制下，将已开过圆周槽的圆周面上用挤压成型刀挤压圆周槽成35至90度张角；
f、装配轴承并将轴承套固紧。
2、根据权利要求1所述的金属绳轮的加工方法，其特征是轮板的外圆周槽是在造型模具夹紧转动盘旋转状态下，先用开槽刀径向冷挤压切入轮缘开槽，然后用成型刀径向冷挤压扩张定型。
3、金属绳轮的加工方法的冷挤压模具，其特征是夹紧转动盘包括作冷挤压下模的主动夹紧转动盘(8)和作冷挤压上模的从动夹紧转动盘(9)。
4、根据权利要求3所述的金属绳轮的加工方法的冷挤压模具，其特征是主动夹紧盘(8)为冷挤压下模，依次由中心凸圆柱(15)、圆环凹槽(16)、圆环凸起(14)和外圆周面向下的斜面(17)组成。
5、根据权利要求3所述的金属绳轮的加工方法的冷挤压模具，其特征是从动夹紧转动盘(9)为冷挤压上模，依次由中间的内凹圆(20)、圆环凸起(19)和外圆周面向下的斜面(18)组成。
6、根据权利要求1所述的金属绳轮的加工方法，其特征是所述开槽刀为圆盘刀，圆盘刀刃两面间的夹角为15～45度。
7、根据权利要求1所述的金属绳轮的加工方法，其特征是所述成型刀为圆盘刀，圆盘成型刀刃两面间的夹角为35～90度。
8、根据权利要求1所述的金属绳轮的加工方法，其特征是所述夹紧转动盘转速在200～400转/分。
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