CN101486141B - 轮式工程机械车轮用锁圈制造工艺及其成形模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮式工程机械车轮用锁圈制造工艺及成形模具，属于工程机械技术领域；其工艺包括如下工序：卷圆，将长料卷制成螺旋状圈料；切断，将螺旋状圈料按预制锁圈的规格切断成单倍尺圈料；点焊，将单倍尺圈料的断口处点焊在一起，形成封闭圈坯；加热，将圈坯加热至680～720℃，形成加热工件；成形，利用成形模具对加热工件的尺寸和形状进行精整，使工件成形；冷却，将成形后的工件，直接放在空气中冷却；打磨，将冷却后工件的焊点处打磨平整光洁；铣孔，利用铣床在打磨后的工件上铣孔，制成成品锁圈。本发明适用于制造轮式工程机械车轮用锁圈。

Description

轮式工程机械车轮用锁圈制造工艺及其成形模具

技术领域

本发明涉及一种锁圈制造工艺及其成形模具，尤其涉及一种轮式工程机械车轮用锁圈制造工艺及其成形模具，属于工程机械技术领域。

背景技术

现有轮式工程机械车轮用锁圈，一般是将50号碳素结构钢经二次热处理加工工艺制成，其工艺流程为：划线→卷圆→退火→切断→冷整形→人工精整→铣孔→正火。

这种制造工艺在实际生产中存在严重的不足，主要体现以下几个方面：一是由于50号钢在室温状态下的抗拉强度为630Mpa，而且弹性极限较高，冷压整形时难以发生塑性变形，因此整形后工件的形状和尺寸均不能达到图纸设计要求，产品质量得不到保证；二是由于精整工序采用人工方式，工件精度差，生产效率低；三是在该工艺过程中经过两次热处理，生产工艺复杂，制造成本高，而且在正火过程中，由于冷却速度较慢，使得正火后工件弹性达不到国际标准要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺流程短、产品质量高的轮式工程机械车轮用锁圈制造工艺。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的轮式工程机械车轮用锁圈制造工艺，包括如下步骤：

卷圆  将长料卷制成螺旋状圈料；

切断  将螺旋状圈料按预制锁圈的规格切断成单倍尺圈料；

点焊  将单倍尺圈料的断口处点焊在一起，形成封闭圈坯；

加热  将圈坯加热至680～720℃，形成加热工件；

成形  利用成形模具对加热工件的尺寸和形状进行精整，使工件成形；

冷却  将成形后的工件，直接放在空气中冷却；

打磨  将冷却后工件的焊点处打磨平整光洁；

铣孔  利用铣床在打磨后的工件上铣孔，制成成品锁圈。

进一步，所述卷圆工序之前，还包括如下工序：

备料  将钢坯轧制成具有预制锁圈断面结构形状的长料。

其中，所述精整工序中，对加热工件采取同时由内向外扩涨和由外向内收缩的压制方式进行成形压制，并在600℃以下，保持压力25～35秒，稳定工件的形状和尺寸精度。

优选地，所述加热工序中，加热温度为700℃。

本发明提供的轮式工程机械车轮用锁圈制造工艺，与现有二次热处理加工工艺相比，去掉了退火和正火热处理工序，简化了工艺流程，降低了制造成本，生产效率提高30％；同时，本发明工艺的精整工序，利用精整模具对工件采取热压成形方式进行成形和整形，代替现有工艺中冷整形和人工精整二个工序，一方面，由于钢在加热后极限强度下降，变形抗力明显下降，从而降低了工件成形的难度，另一方面，采用精整模具进行成形和整形，提高了工件形状和尺寸精度，保证产品质量稳定；另外，本发明工艺中，采取空冷对工件进行直接冷却，冷却速度快，锁圈弹性与现有工艺相比显著提高，提升了产品品质。

本发明的另一目的是提供一种产品质量高的轮式工程机械车轮用锁圈成形模具。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的轮式工程机械车轮用锁圈成形模具，包括上模和下模，所述上模包括上模块、滑键、外圈、挡圈、导柱及上模板，所述上模块呈近中空圆台形，其外侧面通过所述滑键与所述外圈滑动连接，该外圈上端面与所述上模板的一端部固定连接、外圈下端面与所述挡圈固定连接，所述上模板另一端部与所述导柱固定连接；所述下模包括下模块、滑板、锥体及下模板，所述下模块呈中空圆台形，由8～12段下模块段组合而成，其下端面与所述滑板触接，下模块和滑板的内侧面与所述锥体触接，该滑板下端面与所述下模板触接，该锥体下端面与下模板弹性连接；所述上模块的内侧下角和下模块的外侧上角设有相互适配的环形凹槽，构成工件成形空间。

其中，所述下模块的下端面和滑板的上端面设有相互适配的限位凸起和限位凹槽；所述上模块的内侧下角和下模块的外侧上角还设有相互适配的止位环块和止位环槽。

所述锥体外侧面设有与所述滑板配合的限位环槽。

进一步，所述弹性连接采取在锥体下端面与下模板上端面之间相对开设槽孔、内置弹簧的方式。

所述下模块的上端面和外侧面开设有环形槽，内嵌拉簧。

本发明提供的轮式工程机械车轮用锁圈成形模具，将滑键与外圈固定在一起，上模块可沿滑键在外圈内表面上下滑动，而外圈与上模板、挡圈及导柱固定为一体而构成上模；将下模块与滑板、锥体和下模板滑动连接，构成下模。当上模向下运动时，外圈下移，上模块沿滑键滑动，使工件收缩，同时，导柱压住锥体下移，依靠其锥度使下模块扩涨，实现同时由内向外扩涨和由外向内收缩的压制方式，并通过保持压力25～35秒，稳定工件的形状和尺寸精度，保证了产品质量稳定。

附图说明

图1为本发明轮式工程机械车轮用锁圈制造工艺的流程图；

图2为本发明轮式工程机械车轮用锁圈成形模具的轴向剖视图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供的轮式工程机械车轮用锁圈制造工艺的实施例，包括如下工序：

S101备料  将钢坯轧制成具有预制锁圈断面结构形状的长料；

S102卷圆  将长料卷制成螺旋状圈料；

利用现有卷制机，将长料卷制成螺旋状圈料，该螺旋状圈料的螺旋直径与预制锁圈的直径大体相同。

S103切断  将螺旋状圈料按预制锁圈的规格切断成单倍尺圈料；

S104点焊  将单倍尺圈料的断口处点焊在一起，形成封闭圈坯；

本工序中，将单倍尺圈料点焊成封闭圈坯，是为保持圈坯在成形工序中状态稳定，防止圈料的断口在压制时变形。

S105加热  将封闭圈坯加热至680～720℃，形成加热工件；

本工序中，优选地，加热温度为700℃；工件材料加热到700℃时，极限强度下降，抗拉强度由室温状态下的630Mpa下降到150Mpa左右，工件在成形模中很容易产生变形。

S106成形  利用成形模具对加热工件进行尺寸和形状成形及保形，使工件成形；

在本工序中，对加热后的工件采取同时由内向外扩涨和由外向内收缩的压制方式进行成形压制，并在600℃以下，通过保持压力25～35秒，稳定工件的形状和尺寸精度。

S107冷却  将成形后的工件，直接放在空气中冷却；

在本工序中，采取空冷的方式对成形后的工件进行冷却；由于锁圈弹性的大小取决于锁圈冷却过程中的冷却速度，冷却速度越快，其弹性就会越高，因此，采取单件直接空冷的方式提高冷却速度，使锁圈弹性显著提高。

S108打磨  将冷却后工件的焊点处打磨平整光洁；

S109铣孔  利用铣床在打磨后的工件上铣孔，制成成品锁圈。

本发明提供的轮式工程机械车轮用锁圈制造工艺，与现有二次热处理加工工艺相比，去掉了退火和正火热处理工序，简化了工艺流程，降低了制造成本，生产效率提高30％；同时，本发明工艺的精整工序，利用精整模具对工件采取热压成形方式进行成形和整形，代替现有工艺中冷整形和人工精整二个工序，一方面，由于钢在加热后极限强度下降，变形抗力明显下降，从而降低了工件成形的难度，另一方面，采用精整模具进行成形和整形，提高了工件形状和尺寸精度，保证产品质量稳定；另外，本发明工艺中，采取空冷对工件进行直接冷却，冷却速度快，锁圈弹性与现有工艺相比显著提高，提升了产品品质。

相应地，本发明还提供一种轮式工程机械车轮用锁圈成形模具，用于本发明提供的轮式工程机械车轮用锁圈制造工艺中成形工序。

如图2所示，本发明提供的轮式工程机械车轮用锁圈成形模具的实施例，包括上模10和下模20，所述上模10包括上模块11、滑键12、外圈13、挡圈14、导柱15及上模板16，所述上模块11呈近中空圆台形，其外侧面通过所述滑键12与截面呈倒梯形的所述外圈13滑动连接，该外圈13上端面与所述上模板16的一端部固定连接、外圈13下端面与所述挡圈14固定连接，所述上模板16另一端部与所述导柱15固定连接。在上模10结构中，上模板16与外圈、挡圈14、导柱固定为一体，上模块11相对外圈13可上下移动滑动。

所述下模20包括下模块21、滑板22、锥体23及下模板24，所述下模块21呈中空圆台形，由8～12段下模块段组合而成，所述下模块21的上端面和外侧面开设有环形槽，内嵌拉簧211，将下模块段连接成一个可伸缩的整体；所述滑板22呈中空圆柱形，其与下模块21的下端面触接，下模块21和滑板22的内侧面与所述锥体23触接，该滑板22下端面与所述下模板24触接，该锥体23下端面与下模板24弹性连接；当上模10向下运动时，外圈13下移，上模块11沿滑键12滑动，使工件收缩，同时，导柱15压住锥体23下移，依靠其锥度使下模块21扩涨，实现同时由内向外扩涨和由外向内收缩的压制方式；该弹性连接采取在锥体23下端面与下模板24上端面之间相对开设槽孔、内置弹簧25的方式实现。在下模20结构中，下模块21可相对滑板22左右滑动，滑板22可相对下模板24左右滑动，而锥体23相对下模块21和滑板22上下滑动。

所述上模块11的内侧下角和下模块21的外侧上角设有相互适配的环形凹槽30，构成工件成形空间。

其中，所述下模块21的下端面和滑板22的上端面设有相互适配的限位凹槽210和限位凸起220；使下模块21相对滑板22向内移动止于限位凸起220，所述上模块11的内侧下角和下模块21的外侧上角还设有相互适配的止位环槽115和止位环块215，用以限制上模块11与下模块21的结合位置。

本发明提供的轮式工程机械车轮用锁圈成形模具，将滑键12与外圈13固定在一起，上模块11可沿滑键12在外圈13内表面上下滑动，而外圈13与上模板11、挡圈14及导柱15一体固定而构成上模10；将下模块21与滑板22、锥体23和下模板24滑动连接，构成下模20。当上模10向下运动时，外圈13下移，上模块11沿滑键12滑动，使工件收缩，同时，导柱15压住锥体23下移，依靠其锥度使下模块21扩涨，实现同时由内向外扩涨和由外向内收缩的压制方式，并通过保持压力25～35秒，稳定工件的形状和尺寸精度，保证了产品质量稳定，提高产品精度。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种轮式工程机械车轮用锁圈制造工艺，其特征在于，包括如下工序：

卷圆  将长料卷制成螺旋状圈料；

切断  将螺旋状圈料按预制锁圈的规格切断成单倍尺圈料；

点焊  将单倍尺圈料的断口处点焊在一起，形成封闭圈坯；

加热  将圈坯加热至680～720℃，形成加热工件；

成形  利用成形模具对加热工件的尺寸和形状进行精整，使工件成形；

冷却  将成形后的工件，直接放在空气中冷却；

打磨  将冷却后工件的焊点处打磨平整光洁；

铣孔  利用铣床在打磨后的工件上铣孔，制成成品锁圈。

2.根据权利要求1所述的轮式工程机械车轮用锁圈制造工艺，其特征在于，所述卷圆工序之前，还包括如下工序：

备料  将钢坯轧制成具有预制锁圈断面结构形状的长料。

3.根据权利要求1所述的轮式工程机械车轮用锁圈制造工艺，其特征在于，所述成形工序中，对加热工件采取同时由内向外扩涨和由外向内收缩的压制方式进行成形压制，并在600℃以下，保持压力25～35秒，稳定工件的形状和尺寸精度。

4.根据权利要求1所述的轮式工程机械车轮用锁圈制造工艺，其特征在于，所述加热工序中，加热温度为700℃。

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