CN102555667B - 工程车整体轮辋的轮辋体制造工艺 - Google Patents

Abstract

一种工程车整体轮辋的轮辋体制造工艺，该轮辋体由圆筒整体热压制成，为一整体件，槽圈部分外侧的槽圈槽为半沟槽，半沟槽的下沿为压力与应力分散段，槽圈部分的内侧和压力与应力分散段相对应的位置有压力增强段，其特征是包括顺序进行的以下工艺步骤：（A）卷筒；（B）压制料坯筒；（C）压制槽圈部分，制成槽圈筒；（D）压制内轮缘部分，制成工程车整体轮辋的轮辋体。其优点为，该工程车整体轮辋的轮辋体制造工艺，工序简单、节省工时及原材料、生产成本低，并且生产出的轮辋体产品，结构合理、制作精度高，不易断裂，焊接接缝少，因此产品质量好。

Description

工程车整体轮辋的轮辋体制造工艺

技术领域

本发明涉及一种工程车整体轮辋的轮辋体制造工艺，适用于工程机械车轮及其它带有槽圈和锁圈轮辋结构的车轮。

背景技术

目前，现有的工程机械用车轮的轮辋体是由内轮缘、圆筒、槽圈三部分焊接组成；该现有轮辋体的加工工艺为：首先压制内轮缘，其中包括剪板、圈圆、焊接、整型、加热、压制成型和车床加工两端平面工序；其次制作圆筒，其中包括剪板、压弯、圈圆、焊接、整圆和车床加工两端平面工序；再次制作槽圈，其中包括扎制槽圈型钢、切断、圈圆、开坡口、焊接、打磨和整型工序；最后组合焊接，将内轮缘与圆筒焊接，将圆筒与槽圈焊接，即组合成组合体。可见现有的工程车轮辋的轮辋体在加工时，工序多，劳动效率低，浪费工时及材料，轮辋的制作精度低,轮辋的径端跳误差难以保证，加工难度大，生产成本高；另外，现有工程车轮辋的轮辋体在组合成型后，共有1条纵焊缝和2条环焊缝，焊接接缝多，在焊接时容易产生焊接变形，影响产品质量；并且，由于现有工程车轮辋的轮辋体, 其槽圈外侧的槽圈槽为全沟槽，因此当现有工程车轮辋在使用时，应力都集中在槽圈槽下沿的两个半径为2mm的圆角1处（如图1所示），进而，受力集中，非常容易断裂。

发明内容

本发明的目的是：设计一种工程车整体轮辋的轮辋体制造工艺，该工程车整体轮辋的轮辋体制造工艺，工序简单、劳动效率高、节省工时及原材料，并且生产出的轮辋体产品制作精度高、能够保证轮辋的径端跳误差在规定的范围内，不易断裂，焊接接缝少，因此产品质量好，能够满足产品的各项技术指标。

本发明的目的可以通过下述技术方案来实现：

一种工程车整体轮辋的轮辋体制造工艺，该轮辋体由圆筒整体热压制成，为一整体件，所述轮辋体的上部为槽圈部分，轮辋体的中部为圆筒部分，轮辋体的下部为内轮缘部分，其中，槽圈部分外侧的槽圈槽为半沟槽，半沟槽的下沿为压力与应力分散段，压力与应力分散段由半径不同的两段上凸圆弧平滑连接构成，槽圈部分的内侧和压力与应力分散段相对应的位置有压力增强段，压力增强段由一段下凹圆弧构成，其特征是包括顺序进行的以下工艺步骤：

（A）卷筒：首先，选用厚度为10mm的钢板材料用剪板机剪板；再将剪好的板材压弯；然后，使用圈圆机将压弯后的板材圈圆；最后，焊接圈圆后的板材接缝，即制成圆筒；

（B）压制料坯筒：首先，将步骤（A）中制成的圆筒放入电加热炉中加热，加热长度为圆筒总高度的2／13，加热到900℃～1000℃后待用；然后，将热压制坯模具放入1000吨压力机中固定，而后启动压力机滑块上升，使热压制坯模具打开，在压力机滑块上升的同时，热压制坯模具的凸模Ⅰ、上模板Ⅰ、上锥头Ⅰ和连接板Ⅰ上升，上扩模收缩，下锥头Ⅰ上升，下扩模Ⅰ收缩，热压制坯模具的开模完成；最后，将加热好的圆筒放入热压制坯模具中，而后压力机加压，使压力机滑块下行，则热压制坯模具的凸模Ⅰ、上模板Ⅰ、上锥头Ⅰ和连接板Ⅰ下行，上扩模扩张，下锥头Ⅰ下行，下扩模Ⅰ扩张，当压力机加压到1000吨时，料坯筒制作完成，此时启动压力机滑块上升，热压制坯模具的上述部件做相反的运动，热压制坯模具打开，同时启动压力机的下油缸，压力机的油缸杆伸出，并顶向热压制坯模具的顶出板Ⅰ，顶出板Ⅰ上升，将制成的料坯筒从热压制坯模具中顶出；所制成料坯筒的截面形状为倒“L”形；

（C）压制槽圈部分，制成槽圈筒：首先，将步骤（B）中制成的料坯筒放入电加热炉中加热，只加热料坯筒的上部，加热长度为料坯筒总高度的2／13，加热到800℃～900℃后备用；然后，将槽圈成型模具放入1000吨压力机中固定，而后启动压力机滑块上升，使槽圈成型模具打开，在压力机滑块上升的同时，槽圈成型模具的外锥套、上模板Ⅱ、上锥头Ⅱ和连接板Ⅱ上升，内扩模Ⅰ收缩，外收模扩张，下锥头Ⅱ上升，下扩模Ⅱ收缩，槽圈成型模具的开模完成；最后，将加热好的料坯筒放入槽圈成型模具中，而后压力机加压，使压力机滑块下行，则槽圈成型模具的外锥套、上模板Ⅱ、上锥头Ⅱ和连接板Ⅱ下行，内扩模Ⅰ扩张，外收模收缩，下锥头Ⅱ下行，下扩模Ⅱ扩张，当压力机加压到1000吨时，槽圈部分压制完成，槽圈筒制成，此时启动压力机滑块上升，槽圈成型模具的上述部件做相反的运动，槽圈成型模具打开，同时启动压力机的下油缸，压力机的油缸杆伸出，并顶向槽圈成型模具的顶出板Ⅱ，顶出板Ⅱ上升，将制成的槽圈筒从槽圈成型模具中顶出；

（D）压制内轮缘部分，制成工程车整体轮辋的轮辋体：首先，将步骤（C）中制成的槽圈筒放入电加热炉中加热，只加热槽圈筒的下部,加热长度为槽圈筒总高度的4／13，加热到750℃～800℃后备用；然后，将内轮缘成型模具放入500-1000吨压力机中固定，而后启动压力机滑块上升，使内轮缘成型模具打开，在压力机滑块上升的同时，内轮缘成型模具的上模板Ⅲ、凸模Ⅱ、扩模、连接板Ⅲ、上锥头Ⅲ、垫块、转盘和把手上升，内扩模Ⅱ收缩，下锥头Ⅲ上升，下内扩模收缩，当压力机滑块上升到方便向内轮缘成型模具中进料的高度时停下，将把手顺时针方向转动30°，则垫块进入上模板Ⅲ下备用,内轮缘成型模具的开模完成；最后，将加热好的槽圈筒槽圈部分冲下放入内轮缘成型模具中，而后压力机加压，使压力机滑块下行，则内轮缘成型模具的上模板Ⅲ、凸模Ⅱ、扩模、连接板Ⅲ、上锥头Ⅲ、垫块、转盘和把手下行，内扩模Ⅱ扩张，下锥头Ⅲ下行，下内扩模扩张，此时，由扩模将槽圈筒的下部扩成喇叭口，当压力机加压到500吨时，使压力机滑块上行50mm，将把手逆时针方向转动30°，再使压力机滑块下行，由凸模Ⅱ将槽圈筒下部扩成的喇叭口成形成内轮缘部分，当压力机加压到500吨时，内轮缘部分压制完成，工程车整体轮辋的轮辋体制成，此时启动压力机滑块上升，内轮缘成型模具的上述部件做相反的运动，内轮缘成型模具打开，同时启动压力机的下油缸，压力机的油缸杆伸出，并顶向内轮缘成型模具的顶出板Ⅲ，顶出板Ⅲ上升，将制成的轮辋体从内轮缘成型模具中顶出。

本发明所述的压力与应力分散段由半径为6mm和18mm的两段上凸圆弧平滑连接构成；所述的压力增强段由一段半径为15mm的下凹圆弧构成。

本发明在步骤（A）中，焊接圈圆后的板材接缝时，采用埋弧焊直缝焊机焊接。

本发明在步骤（A）中，所选用厚度为10mm的钢板材料的型号为Q235或者Q345。

本发明在步骤（D）中，由扩模将槽圈筒下部扩成的喇叭口尺寸为45°×65mm。

本发明的优点是：该工程车整体轮辋的轮辋体制造工艺，与现有轮辋体的加工工艺相比减少了10多个生产环节，并且轮辋体的生产用料也减少了5公斤左右，因此其工序简单、劳动效率高，节省工时及原材料、生产成本低，并且生产出的轮辋体产品结构合理、制作精度高、能够保证轮辋的径端跳误差在规定的范围内，不易断裂，而且该轮辋体只有1条纵焊缝，焊接接缝少，避免了因焊接变形而影响产品的质量，因此产品质量好，能够满足产品的各项技术指标。

附图说明

图1是现有工程车轮辋的轮辋体结构示意图；

图2是本发明工程车整体轮辋的轮辋体结构示意图；

图3是图2的A部放大图；

图4是热压制坯模具结构示意图，模具中各零部件之间的连接均为螺栓连接，其中，若干弹簧Ⅰ20分别装在下扩模Ⅰ15上的若干弹簧安装槽内，若干弹簧Ⅱ52分别装在上扩模14上的若干弹簧安装槽内；

图5是料坯筒结构示意图；

图6是槽圈成型模具结构示意图，模具中各零部件之间的连接均为螺栓连接，其中，若干弹簧Ⅲ34分别装在下扩模Ⅱ30上的若干弹簧安装槽内，若干弹簧Ⅳ53分别装在内扩模Ⅰ24上的若干弹簧安装槽内；

图7是槽圈筒结构示意图；

图8是内轮缘成型模具结构示意图，模具中各零部件之间的连接均为螺栓连接，其中，若干弹簧Ⅴ51分别装在下内扩模45上的若干弹簧安装槽内，若干弹簧Ⅵ54分别装在内扩模Ⅱ42上的若干弹簧安装槽内。

图中：2、环焊缝Ⅰ；3、环焊缝Ⅱ；16、外模体；21、下模板Ⅰ；31、外模；33、下模板Ⅱ；47、凹模；48、凹模支架；50、下模板Ⅲ。

具体实施方式

如图2、3所示，一种工程车整体轮辋，包括轮辋体37，其特征是：轮辋体37由圆筒整体热压制成，为一整体件，所述轮辋体37的上部为槽圈部分5，轮辋体37的中部为圆筒部分8，轮辋体37的下部为内轮缘部分9，其中，槽圈部分5外侧的槽圈槽6为半沟槽，半沟槽的下沿为压力与应力分散段7，压力与应力分散段7由半径不同的两段上凸圆弧平滑连接构成，槽圈部分5的内侧和压力与应力分散段7相对应的位置有压力增强段4，压力增强段4由一段下凹圆弧构成。所述的压力与应力分散段7由半径为6mm和18mm的两段上凸圆弧平滑连接构成；所述的压力增强段4由一段半径为15mm的下凹圆弧构成。

如图2——8所示，一种工程车整体轮辋的轮辋体制造工艺，其特征是包括顺序进行的以下工艺步骤：

（A）卷筒：首先，选用厚度为10mm的钢板材料用剪板机剪板；再将剪好的板材压弯；然后，使用圈圆机将压弯后的板材圈圆；最后，焊接圈圆后的板材接缝，即制成圆筒；

（B）压制料坯筒：首先，将步骤（A）中制成的圆筒放入电加热炉中加热，加热长度为圆筒总高度的2／13，加热到900℃～1000℃后待用；然后，将热压制坯模具放入1000吨压力机中固定，而后启动压力机滑块上升，使热压制坯模具打开，在压力机滑块上升的同时，热压制坯模具的凸模Ⅰ10、上模板Ⅰ11、上锥头Ⅰ12和连接板Ⅰ13上升，上扩模14收缩，下锥头Ⅰ18上升，下扩模Ⅰ15收缩，热压制坯模具的开模完成；最后，将加热好的圆筒放入热压制坯模具中，而后压力机加压，使压力机滑块下行，则热压制坯模具的凸模Ⅰ10、上模板Ⅰ11、上锥头Ⅰ12和连接板Ⅰ13下行，上扩模14扩张，下锥头Ⅰ18下行，下扩模Ⅰ15扩张，当压力机加压到1000吨时，料坯筒17制作完成，此时启动压力机滑块上升，热压制坯模具的上述部件做相反的运动，热压制坯模具打开，同时启动压力机的下油缸，压力机的油缸杆伸出，并顶向热压制坯模具的顶出板Ⅰ19，顶出板Ⅰ19上升，将制成的料坯筒17从热压制坯模具中顶出；所制成料坯筒17的截面形状为倒“L”形；

（C）压制槽圈部分，制成槽圈筒：首先，将步骤（B）中制成的料坯筒17放入电加热炉中加热，只加热料坯筒17的上部，加热长度为料坯筒17总高度的2／13，加热到800℃～900℃后备用；然后，将槽圈成型模具放入1000吨压力机中固定，而后启动压力机滑块上升，使槽圈成型模具打开，在压力机滑块上升的同时，槽圈成型模具的外锥套22、上模板Ⅱ23、上锥头Ⅱ25和连接板Ⅱ26上升，内扩模Ⅰ24收缩，外收模28扩张，下锥头Ⅱ29上升，下扩模Ⅱ30收缩，槽圈成型模具的开模完成；最后，将加热好的料坯筒17放入槽圈成型模具中，而后压力机加压，使压力机滑块下行，则槽圈成型模具的外锥套22、上模板Ⅱ23、上锥头Ⅱ25和连接板Ⅱ26下行，内扩模Ⅰ24扩张，外收模28收缩，下锥头Ⅱ29下行，下扩模Ⅱ30扩张，当压力机加压到1000吨时，槽圈部分5压制完成，槽圈筒27制成，此时启动压力机滑块上升，槽圈成型模具的上述部件做相反的运动，槽圈成型模具打开，同时启动压力机的下油缸，压力机的油缸杆伸出，并顶向槽圈成型模具的顶出板Ⅱ32，顶出板Ⅱ32上升，将制成的槽圈筒27从槽圈成型模具中顶出；

（D）压制内轮缘部分，制成工程车整体轮辋的轮辋体：首先，将步骤（C）中制成的槽圈筒27放入电加热炉中加热，只加热槽圈筒27的下部,加热长度为槽圈筒27总高度的4／13，加热到750℃～800℃后备用；然后，将内轮缘成型模具放入500-1000吨压力机中固定，而后启动压力机滑块上升，使内轮缘成型模具打开，在压力机滑块上升的同时，内轮缘成型模具的上模板Ⅲ35、凸模Ⅱ36、扩模38、连接板Ⅲ39、上锥头Ⅲ40、垫块43、转盘44和把手46上升，内扩模Ⅱ42收缩，下锥头Ⅲ41上升，下内扩模45收缩，当压力机滑块上升到方便向内轮缘成型模具中进料的高度时停下，将把手46顺时针方向转动30°，则垫块43进入上模板Ⅲ35下备用,内轮缘成型模具的开模完成；最后，将加热好的槽圈筒27槽圈部分冲下放入内轮缘成型模具中，而后压力机加压，使压力机滑块下行，则内轮缘成型模具的上模板Ⅲ35、凸模Ⅱ36、扩模38、连接板Ⅲ39、上锥头Ⅲ40、垫块43、转盘44和把手46下行，内扩模Ⅱ42扩张，下锥头Ⅲ41下行，下内扩模45扩张，此时，由扩模38将槽圈筒27的下部扩成喇叭口，当压力机加压到500吨时，使压力机滑块上行50mm，将把手46逆时针方向转动30°，再使压力机滑块下行，由凸模Ⅱ36将槽圈筒27下部扩成的喇叭口成形成内轮缘部分9，当压力机加压到500吨时，内轮缘部分9压制完成，工程车整体轮辋的轮辋体37制成，此时启动压力机滑块上升，内轮缘成型模具的上述部件做相反的运动，内轮缘成型模具打开，同时启动压力机的下油缸，压力机的油缸杆伸出，并顶向内轮缘成型模具的顶出板Ⅲ49，顶出板Ⅲ49上升，将制成的轮辋体37从内轮缘成型模具中顶出。

在步骤（A）中，焊接圈圆后的板材接缝时，采用埋弧焊直缝焊机焊接。在步骤（A）中，所选用厚度为10mm的钢板材料的型号为Q235或者Q345。在步骤（D）中，由扩模38将槽圈筒27下部扩成的喇叭口尺寸为45°×65mm。

Claims (5)

1.一种工程车整体轮辋的轮辋体制造工艺，该轮辋体（37）由圆筒整体热压制成，为一整体件，所述轮辋体（37）的上部为槽圈部分（5），轮辋体（37）的中部为圆筒部分（8），轮辋体（37）的下部为内轮缘部分（9），其中，槽圈部分（5）外侧的槽圈槽（6）为半沟槽，半沟槽的下沿为压力与应力分散段（7），压力与应力分散段（7）由半径不同的两段上凸圆弧平滑连接构成，槽圈部分（5）的内侧和压力与应力分散段（7）相对应的位置有压力增强段（4），压力增强段（4）由一段下凹圆弧构成，其特征是包括顺序进行的以下工艺步骤：

（A）卷筒：首先，选用厚度为10mm的钢板材料用剪板机剪板；再将剪好的板材压弯；然后，使用圈圆机将压弯后的板材圈圆；最后，焊接圈圆后的板材接缝，即制成圆筒；

（B）压制料坯筒：首先，将步骤（A）中制成的圆筒放入电加热炉中加热，加热长度为圆筒总高度的2／13，加热到900℃～1000℃后待用；然后，将热压制坯模具放入1000吨压力机中固定，而后启动压力机滑块上升，使热压制坯模具打开，在压力机滑块上升的同时，热压制坯模具的凸模Ⅰ（10）、上模板Ⅰ（11）、上锥头Ⅰ（12）和连接板Ⅰ（13）上升，上扩模（14）收缩，下锥头Ⅰ（18）上升，下扩模Ⅰ（15）收缩，热压制坯模具的开模完成；最后，将加热好的圆筒放入热压制坯模具中，而后压力机加压，使压力机滑块下行，则热压制坯模具的凸模Ⅰ（10）、上模板Ⅰ（11）、上锥头Ⅰ（12）和连接板Ⅰ（13）下行，上扩模（14）扩张，下锥头Ⅰ（18）下行，下扩模Ⅰ（15）扩张，当压力机加压到1000吨时，料坯筒（17）制作完成，此时启动压力机滑块上升，热压制坯模具的上述部件做相反的运动，热压制坯模具打开，同时启动压力机的下油缸，压力机的油缸杆伸出，并顶向热压制坯模具的顶出板Ⅰ（19），顶出板Ⅰ（19）上升，将制成的料坯筒（17）从热压制坯模具中顶出；所制成料坯筒（17）的截面形状为倒“L”形；

（C）压制槽圈部分，制成槽圈筒：首先，将步骤（B）中制成的料坯筒（17）放入电加热炉中加热，只加热料坯筒（17）的上部，加热长度为料坯筒（17）总高度的2／13，加热到800℃～900℃后备用；然后，将槽圈成型模具放入1000吨压力机中固定，而后启动压力机滑块上升，使槽圈成型模具打开，在压力机滑块上升的同时，槽圈成型模具的外锥套（22）、上模板Ⅱ（23）、上锥头Ⅱ（25）和连接板Ⅱ（26）上升，内扩模Ⅰ（24）收缩，外收模（28）扩张，下锥头Ⅱ（29）上升，下扩模Ⅱ（30）收缩，槽圈成型模具的开模完成；最后，将加热好的料坯筒（17）放入槽圈成型模具中，而后压力机加压，使压力机滑块下行，则槽圈成型模具的外锥套（22）、上模板Ⅱ（23）、上锥头Ⅱ（25）和连接板Ⅱ（26）下行，内扩模Ⅰ（24）扩张，外收模（28）收缩，下锥头Ⅱ（29）下行，下扩模Ⅱ（30）扩张，当压力机加压到1000吨时，槽圈部分（5）压制完成，槽圈筒（27）制成，此时启动压力机滑块上升，槽圈成型模具的上述部件做相反的运动，槽圈成型模具打开，同时启动压力机的下油缸，压力机的油缸杆伸出，并顶向槽圈成型模具的顶出板Ⅱ（32），顶出板Ⅱ（32）上升，将制成的槽圈筒（27）从槽圈成型模具中顶出；

（D）压制内轮缘部分，制成工程车整体轮辋的轮辋体：首先，将步骤（C）中制成的槽圈筒（27）放入电加热炉中加热，只加热槽圈筒（27）的下部,加热长度为槽圈筒（27）总高度的4／13，加热到750℃～800℃后备用；然后，将内轮缘成型模具放入500-1000吨压力机中固定，而后启动压力机滑块上升，使内轮缘成型模具打开，在压力机滑块上升的同时，内轮缘成型模具的上模板Ⅲ（35）、凸模Ⅱ（36）、扩模（38）、连接板Ⅲ（39）、上锥头Ⅲ（40）、垫块（43）、转盘（44）和把手（46）上升，内扩模Ⅱ（42）收缩，下锥头Ⅲ（41）上升，下内扩模（45）收缩，当压力机滑块上升到方便向内轮缘成型模具中进料的高度时停下，将把手（46）顺时针方向转动30°，则垫块（43）进入上模板Ⅲ（35）下备用,内轮缘成型模具的开模完成；最后，将加热好的槽圈筒（27）槽圈部分冲下放入内轮缘成型模具中，而后压力机加压，使压力机滑块下行，则内轮缘成型模具的上模板Ⅲ（35）、凸模Ⅱ（36）、扩模（38）、连接板Ⅲ（39）、上锥头Ⅲ（40）、垫块（43）、转盘（44）和把手（46）下行，内扩模Ⅱ（42）扩张，下锥头Ⅲ（41）下行，下内扩模（45）扩张，此时，由扩模（38）将槽圈筒（27）的下部扩成喇叭口，当压力机加压到500吨时，使压力机滑块上行50mm，将把手（46）逆时针方向转动30°，再使压力机滑块下行，由凸模Ⅱ（36）将槽圈筒（27）下部扩成的喇叭口成形成内轮缘部分（9），当压力机加压到500吨时，内轮缘部分（9）压制完成，工程车整体轮辋的轮辋体（37）制成，此时启动压力机滑块上升，内轮缘成型模具的上述部件做相反的运动，内轮缘成型模具打开，同时启动压力机的下油缸，压力机的油缸杆伸出，并顶向内轮缘成型模具的顶出板Ⅲ（49），顶出板Ⅲ（49）上升，将制成的轮辋体（37）从内轮缘成型模具中顶出。

2.根据权利要求1所述的工程车整体轮辋的轮辋体制造工艺，其特征是：所述的压力与应力分散段（7）由半径为6mm和18mm的两段上凸圆弧平滑连接构成；所述的压力增强段（4）由一段半径为15mm的下凹圆弧构成。

3.根据权利要求1或2所述的工程车整体轮辋的轮辋体制造工艺，其特征是：在步骤（A）中，焊接圈圆后的板材接缝时，采用埋弧焊直缝焊机焊接。

4.根据权利要求1或2所述的工程车整体轮辋的轮辋体制造工艺，其特征是：在步骤（A）中，所选用厚度为10mm的钢板材料的型号为Q235或者Q345。

5.根据权利要求1或2所述的工程车整体轮辋的轮辋体制造工艺，其特征是：在步骤（D）中，由扩模（38）将槽圈筒（27）下部扩成的喇叭口尺寸为45°×65mm。