CN102463307A - 钢圈整体轮辋的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢圈整体轮辋的加工方法，包括如下顺序进行的步骤：(1)由板材卷制圆筒体；(2)在热压成型模具中将圆筒体一端镦粗；(3)进行圆筒体另一端的成型。该加工工艺采用热压成型模具对轮辋小口端进行镦厚成型，节省了加工工艺，加工成型的轮辋体圆柱度精度高，结构性能稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种轮辋的加工方法，尤其涉及一种钢圈整体轮辋的加工方法。
背景技术
工程车车轮由轮辋和轮辐两部分组合而成，由于体积较大，工程车车轮的轮辋一般由小口段、直线段和胎圈座三部分单独制造后再焊接而成，小口段、直线段和胎圈座则分别用型钢钢带经下料、卷焊而成。这种车轮的轮辋除小口段外，厚度无变化、重量较重，如果采用已有的冷旋压成型方法，则因为工程车车轮轮辋的小口段厚度比其他部位厚得多，需采用特别厚的钢板，这将导致冷旋压的加工量大为增加。
现有技术轮辋的制造方法包括以下步骤：(a)平板钢带下料、(b)圈圆、(c)焊接、(d)大口端扩口、(e)小口段旋转热镦厚、(f)小口段、直线段和胎圈座旋压成型、(g)轮缘旋压成型和(h)车削两端口。由于在第(f)步的旋压成型前先将小口端用旋压热镦厚的方法镦厚，为小口段的冷旋压成型创造了条件，因而可以采用厚度较小的平板钢带作为原材料。然而，该轮辋的加工方法中，小口端采用局部加热，并且边加热边采用滚轮挤压小口端而成型，这种方法使得轮辋提整体受热不均匀，在小端口镦厚的过程中容易对轮辋体的其它部位产生影响，使得轮辋体的其它部位也产生变形，导致轮辋提形状不规范，增加了后续工序的工作量；并且采用滚轮挤压小口端，加工效率低，使得轮辋体的生产工序延长。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种钢圈整体轮辋的加工方法，该加工方法采用热压成型模具对轮辋小口端进行镦厚成型，加工方法简单，加工成型的轮辋体圆柱度精度高，结构性能稳定。
为实现本发明的上述目的，提供以下技术方案：
一种钢圈整体轮辋的加工方法，包括如下顺序进行的步骤：(1)由板材卷制圆筒体；(2)在热压成型模具中将圆筒体一端镦粗；(3)进行圆筒体另一端的成型。
其中，步骤(2)中的热压成型模具包括：顶板(1)，其底部固定连接有圆筒形凸模，底部中心固定连接有压板，顶板(1)在动力装置的驱动下带动凸模和压板上下移动；凹模，其底板中心设置有通孔，底板上安置有中心开有轴孔的垫板，轴孔直径小于通孔直径；胀形式结构，设置在凹模的中心，胀形式结构的外周壁与凹模的内周壁之间形成用于放置所述圆筒体的坯料槽。
特别是，坯料槽的一端的宽度大于另一端的宽度。
其中，胀形式结构包括：放置在所述垫板上的内模，由多个扇形块沿圆周排列而成，其中心形成倒锥形内腔，其外周壁上设置有沿圆周延伸的环槽；弹簧，安置在所述环槽内，用于捆扎所述内模；倒锥形块，放置在所述倒锥形内腔内，与倒锥形内腔相配合；顶轴，其一端依次穿过所述通孔、轴孔与倒锥形块连接，其中部设有挡板，另一端与顶伸动力装置连接。
其中，镦粗包括如下顺序进行的步骤：将加热至800℃-900℃的圆筒体置于所述坯料槽中；通过启动动力装置，带动所述凸模和压板下移，凸模向下挤压所述圆筒体，压板向下挤压所述倒锥形块，使得所述内模在倒锥形块的挤压作用下沿径向胀开，从而实现圆筒体一端的镦粗。
将一端镦粗的圆筒体从热压成型模具中取出按照如下步骤顺序进行：通过动力装置使顶板带动所述凸模和压板上移；通过启动顶伸动力装置，由顶轴带动倒锥形块向上移直至所述挡板与所述垫板接触，通过挡板推动支撑垫板、安置在垫板上的内模和一端镦粗的圆筒体整体向上移动；当一端镦粗的圆筒体的顶部露出所述凹模，将其取出。
其中，步骤(3)包括如下顺序进行的步骤：将圆筒体另一端扩口成喇叭口形状，从而得到一端镦粗另一端为喇叭口形状的轮辋体半成品；通过滚压成型模的上、下滚将所述轮辋体半成品的另一端滚压成预定形状。
特别是，将镦粗的一端车削出锁圈槽。
特别是，步骤(1)中板材卷制成圆筒体的接缝处通过焊接连接。
本发明的有益效果体现在以下方面：
(1)分别采用热压成型模具和滚压成型模进行轮辋体小端墩粗和大端的成型，节省了轮辋制造工序，降低了生产成本；
(2)采用热压成型模具进行轮辋体小端墩粗成型，墩粗成型快，工艺简单，操作方便；
(3)采用本加工方法制造的钢圈整体轮辋圆柱度精度高，结构性能稳定。
附图说明
图1为本发明钢圈整体轮辋的加工方法流程图；
图2为本发明热压成型模具的结构示意图；
图3为本发明的滚压成型模的结构示意图；
图4为图3中上、下滚的轴向位置关系图；
图5为图3中测压滚与制件的轴向位置关系图。
附图标记说明：1-顶板；1a-凸模；1b-压板；1c-垫板；2-凹模；2a-坯料槽；20-底板；20a-通孔；21-垫板；21a-轴孔；22-导轨板；3-内模；3a-倒锥形内腔；3b、3c-凹槽；4-弹簧；5-倒锥形块；5a、5b-凹槽；5c-螺栓孔；6-顶轴；6a-挡板；61-螺栓；7-下滚；7a-下滚轴；71-下外边滚；72-下中滚；73-下内边滚；73a-挡块；8-上滚；8a-上滚轴；81-上外边滚；82-上中滚；83-上内边滚；9a、9b-侧压滚；91-端挡块；92-侧挡块；10、10’-圆筒体；11-轮辋体半成品；12-钢圈整体轮辋；12a-锁圈槽。
具体实施方式
如图1本发明的钢圈整体轮辋的加工方法流程图所示，本发明的钢圈整体轮辋的加工方法主要包括以下步骤：
(1)由板材卷制圆筒体(如图1中(c)所示)；
(2)在热压成型模具中将圆筒体一端镦粗，形成如图1中(d)所示的形状，之后将圆筒体取出，；
(3)进行圆筒体另一端的成型，得到如图1中(f)所示的形状。
其中，步骤(1)卷制圆筒体包括如下顺序进行的步骤：
首先，进行板材下料。将平板钢带按照预定的长度截断，如图1中(a)所示。
然后，将板材两端部预弯成圆弧状。
之后，将预弯后的板材放置于三轴滚床的下滚轮上，启动下滚轮使之向上移动，下滚轮与上滚轮之间的垂直距离逐渐减小，当下滚轮移动到放置于其上的板材与上滚轮接触时，启动上滚轮使之进行正反转，同时继续向上移动下滚轮，直至板材形成圆筒状，如图1中(b)所示。
这时，上滚轮停止转动，下滚轮向下移动，当上、下滚轮之间相隔一定的间隙时，将圆筒状板材从上滚轮上取下。
最后，将圆筒状板材的两端部焊接以便形成完整的圆筒体10，如图1中(c)所示。
其中，如图2本发明的热压成型模具的结构示意图所示，本发明步骤(2)中采用的热压成型模具包括：顶板1，其底部通过螺栓固定连接有圆筒形凸模1a，底部中心固定连接有压板1b，压板1b与顶板1之间还设置有垫板1c，顶板1在动力装置(图中未示出)的驱动下带动凸模1a和压板1b上下移动；凹模2，设置在凸模1a的下方，其底板20中心设置有通孔20a，底板20上安置有垫板21，垫板21的中心开有轴孔21a，轴孔21a直径小于通孔20a直径，垫板21上还安置有导轨板22，导轨板22的中心也设置有轴孔；胀形式结构，设置在凹模2的中心，胀形式结构的外周壁与凹模的内周壁之间形成用于放置圆筒体的坯料槽2a。
如图2所示，胀形式结构包括：放置在导轨板22上的内模3，其中心具有倒锥形内腔3a，其外周壁上设置有沿圆周延伸的凹槽3b，内模3由沿圆周分布的多块拼组而成；弹簧4，安置在凹槽3b内，以便将沿圆周分布的多块捆扎起来形成内模3整体；倒锥形块5，安置在倒锥形内腔3a内，与倒锥形内腔3a相配合，倒锥形块5的顶部和底部中心分别设有凹槽5a、5b，凹槽5a、5b通过螺栓孔5c连通；顶轴6，其一端依次穿过所述通孔20a、轴孔21a和导轨板22中心的轴孔插入凹槽5b内，并与螺栓61的一端螺纹连接，螺栓61的另一端穿过螺栓孔5c伸入凹槽5a内并通过螺母固定在凹槽5a内，从而使得顶轴6通过螺栓61与倒锥形块5固定连接，顶轴6的另一端安装有挡板6a，并与顶伸动力装置(图中未示出)连接。
其中，内模3的外周壁与凹模2的内周壁之间形成用于放置圆筒体的坯料槽2a，坯料槽2a与凸模1a对应，并且内模3的上端直径小于下端直径，如图2所示，使得坯料槽2a上端的宽度大于下端的宽度。
下面详细描述本发明利用热压成型模具进行轮辋体一端镦粗的工艺过程。
首先，将上述卷制成的圆筒体加热至850℃。
然后，将加热后的圆筒体10放置于坯料槽2a中，如图2所示，启动动力装置，使得动力装置带动顶板1向下移动，从而使得凸模1a和压板1b随着顶板1下移，凸模下移至接触到坯料槽2a中的圆筒体10时挤压圆筒体10，压板1b随顶板1下移至压板底部接触倒锥形块5顶部时，压板1b向下挤压倒锥形块5，倒锥形块5被挤入内模3的倒锥形内腔3a内，使得内模3在倒锥形块5的挤压作用下克服弹簧4的约束力沿径向胀开，内模3的外壁沿径向挤压圆筒体10，随着凸模1a的继续下移，圆筒体10的上端被镦粗(如图2中左侧部分所示)，形成如图1中(d)所示的圆筒体10’。
之后，动力装置卸载，顶板1带动凸模1a和压板1b向上移动。
启动顶伸动力装置，顶伸动力装置驱动顶轴6向上移动，顶轴6带动与其连接的倒锥形块5向上移动，使得倒锥形块5对内模3的挤压作用逐渐减小，内模3在弹簧4的作用下沿径向回缩，使得坯料槽2a的宽度增大。
当顶轴6向上移动至挡板6a穿过通孔20a与垫板21底部接触时，挡板6a便支撑垫板21、安置在垫板21上的导轨板22、内模3和镦粗后的圆筒体10’整体向上移动。
当圆筒体10’的顶部露出凹模2，便可以很方便地将其取出，这样便完成了一个圆筒体的镦粗方法。
镦粗工艺结束后进行圆筒体10’另一端的成型。首先，将镦粗后的圆筒体10’的另一端扩口形成喇叭口形状，从而得到一端(小端)镦粗另一端(大端)为喇叭口形状的轮辋体半成品11，如图1中(e)所示。
之后，将轮辋体半成品11套装在滚压成型模的下滚7上，如图3、4所示。
本发明的滚压成型模的下滚7安装在下滚轴7a上，并可随下滚轴7a一起转动和上下移动，下滚7由三个模滚：下外边滚71、下中滚72、下内边滚73拼接而成；滚压成型模的上滚8安装在上滚轴8a上，并可随上滚轴8a一起转动，上滚8由三个模滚：上外边滚81、上中滚82、上内边滚83拼接而成，如图4所示。其中滚压成型模的下滚7与上滚8之间形成与轮辋体成品相匹配的形状，下内边滚73的端部还设置有挡块73a，以便当轮辋体半成品11套装在下滚7上时，挡块73a止挡在轮辋体半成品11的小端的端部，从而对轮辋体半成品11轴向定位。
下滚7的两侧分别设置有一个侧压滚9a、9b，侧压滚9a、9b为从动滚，如图3、5所示，测压滚上设置有端挡块91和侧挡块92，端挡块91用于控制轮辋体半成品11在滚压过程中的轴向窜动，侧挡块92用于控制轮辋体半成品11在滚压过程中的径向跳动。
轮辋体半成品11套装在滚压成型模的下滚7上后，启动下滚轴7a，使之带动下滚7转动并向上移动，当下滚轴7a移动至轮辋体半成品11与上滚8和侧压滚9a、9b接触时，带动侧压滚9a、9b转动，同时启动上滚轴8a，使得上滚8转动进行滚压工作。
滚压到位后，上滚轴8停止转动，下滚轴7a向下移动，下滚7随下滚轴7a向下移动，将制件取出便可达到如图1中(f)所示的结构。
最后，在所述镦粗的端部的外周壁上车加工锁圈槽12a，便可得到如图1中(g)所示的本发明的钢圈整体轮辋12。
尽管上文对本发明作了详细说明，但本发明不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本发明的原理进行修改，因此，凡按照本发明的原理进行的各种修改都应当理解为落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种钢圈整体轮辋的加工方法，包括如下顺序进行的步骤：
(1)由板材卷制圆筒体；
(2)在热压成型模具中将圆筒体一端镦粗；
(3)进行圆筒体另一端的成型。
2.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述热压成型模具包括：
顶板(1)，其底部固定连接有圆筒形凸模(1a)，底部中心固定连接有压板(1b)，顶板(1)在动力装置的驱动下带动凸模(1a)和压板(1b)上下移动；
凹模(2)，其底板(20)中心设置有通孔(20a)，底板(20)上安置有中心开有轴孔(21a)的垫板(21)，轴孔(21a)直径小于通孔(20a)直径；
胀形式结构，设置在凹模(2)的中心，胀形式结构的外周壁与凹模(2)的内周壁之间形成用于放置所述圆筒体的坯料槽(2a)。
3.如权利要求2所述的加工方法，其特征在于，所述坯料槽(2a)的一端的宽度大于另一端的宽度。
4.如权利要求3所述的加工方法，其特征在于，所述胀形式结构包括：
放置在所述垫板上的内模(3)，由多个扇形块沿圆周排列而成，其中心形成倒锥形内腔(3a)，其外周壁上设置有沿圆周延伸的环槽(3b)；
弹簧(4)，安置在所述环槽(3b)内，用于捆扎所述内模(3)；
倒锥形块(5)，放置在所述倒锥形内腔(3a)内，与倒锥形内腔(3a)相配合；
顶轴(6)，其一端依次穿过所述通孔(20a)、轴孔(21a)与倒锥形块(5)连接，其中部设有挡板(6a)，另一端与顶伸动力装置连接。
5.如权利要求4所述的加工方法，其特征在于，所述镦粗包括如下顺序进行的步骤：
将加热至800℃-900℃)的圆筒体(10)放置于所述坯料槽(2a)中；
通过启动动力装置，带动所述凸模(1a)和压板(1b)下移，凸模(1a)向下挤压所述圆筒体，压板(1b)向下挤压所述倒锥形块(5)，使得所述内模(3)在倒锥形块(5)的挤压作用下沿径向胀开，从而实现所述圆筒体(10)一端的镦粗。
6.如权利要求4所述的加工方法，其特征在于，将所述一端镦粗的圆筒体(10)从所述热压成型模具中取出按照如下步骤顺序进行：
通过所述动力装置使所述顶板(1)带动所述凸模(1a)和压板(1b)上移；
通过启动所述顶伸动力装置，由顶轴(6)带动所述倒锥形块(5)向上移直至所述挡板(6a)与所述垫板(21)接触，通过挡板(21)推动支撑垫板(21)、安置在垫板上的内模(3)和所述一端镦粗的圆筒体(10)整体向上移动；
当所述一端镦粗的圆筒体(10)的顶部露出所述凹模(2)，将其取出。
7.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步骤(3)包括如下顺序进行的步骤：
将所述圆筒体另一端扩口成喇叭口形状，从而得到一端镦粗另一端为喇叭口形状的轮辋体半成品(11)；
通过滚压成型模的上、下滚(8、7)将所述轮辋体半成品(11)的另一端滚压成预定形状。
8.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于还包括将所述镦粗的一端车削出锁圈槽(12a)。
9.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步骤(1)中板材卷制成所述圆筒体的接缝处通过焊接连接。
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Denomination of invention: Processing method of steel ring integral rim Effective date of registration: 20210922 Granted publication date: 20140319 Pledgee: Zhejiang Fuyang rural commercial bank Limited by Share Ltd. deer Hill sub branch Pledgor: HANGZHOU RUNNING WORLD WHEEL MANUFACTURING Co.,Ltd. Registration number: Y2021330001445 |
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Denomination of invention: Processing method for integral steel rims and wheel rims Granted publication date: 20140319 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Hangzhou Fuyang Branch Pledgor: HANGZHOU RUNNING WORLD WHEEL MANUFACTURING CO.,LTD. Registration number: Y2024980031574 |
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