CN1030970A - 钣金制多槽三角皮带轮 - Google Patents

Abstract

本发明提出的钣金制多槽皮带轮具有以下一些 特点：从底面圆周处与圆筒状侧壁形成一个整体件； 在该侧壁上按规定的间距形成多道“V”形槽的钣金 制多槽三角皮带轮；在上述皮带轮的底面上，形成一 个与侧壁轴心同心的、朝着侧壁开口方向凸鼓的环状 弯曲部分；靠此弯曲部分来吸收来自多条三角皮带的 高负荷；因而，既提高了该皮带轮的强度，又不会导致 因毛坯厚度增加而使材料费用增大、成型工艺困难以 及产品重量增大等缺陷的发生。

Description

本发明涉及，在杯状毛坯侧壁上按规定间距形成多道“V”形槽的板金制多槽三角皮带轮。

以往已有这种板金制多槽三角皮带轮，它是将板金材料经过深拉伸和反拉伸成形，形成一个由底面和侧壁构成的杯状毛坯，在其侧壁上按规定的间距形成几个“V”形槽，即所谓的多道“V”形槽的板金制多槽三角皮带轮。这种皮带轮已投入商品化生产，并作为车辆发动机附件的中间传动用多槽三角皮带轮得到广泛应用。

这种板金制多槽三角皮带轮与铸件制品不同，其优点是：它是由薄壁板金毛坯经拉伸、旋压等加工而制成的，所以成品的重量很小;而且对绕在轮上的皮带，具有很高的转动功传递效率。因此，在高转速下也能向三角皮带准确地传递转动功。此外，绕在板金制多槽皮带轮上的多条三角皮带，近来其强度也得到显著提高。由于多条三角皮带强度的提高，所以即便使板金制多槽三角皮带轮在相当高的转速下旋转，也不会使多条三角皮带断裂。也就是说，为了使多条三角皮带以高速旋转，皮带必须与板金制多槽三角皮带轮呈高拉力缠绕配合，但即使在这种高拉力缠绕配合状态下旋转，多条三角皮带也不会断裂。

如上所述，以高拉力将多条三角皮带缠绕配合在板金制多槽三角皮带轮上，而且旋转时，因多槽三角皮带轮是用薄壁板金件制成的，故容易在其侧壁、底面、或侧壁与底面连接部产生塑性变形，从而使这种皮带轮很难适应多条三角皮带强度的提高的需要。

在这种情况下，为了防止板金制多槽三角皮带轮的变形，可以使用厚板材来满足多条三角皮带强度的提高。但这将会大幅度增加材料费用，另一方面，如果使用厚板材来制造板金制多槽三角皮带轮，其成形工艺非常麻烦，而且其重量也将大幅度增大，结果会使板金制多槽三角皮带轮的优点减少很多。

鉴于上述实际情况，本发明的目的在于提供一种在不产生材料费增加、成形困难、重量增大等问题的前提下，能有效地防止由多条三角皮带压力造成的塑性变形的板金制多槽三角皮带轮。

为了达到上述目的，本发明提出的板金制多槽三角皮带轮采用的方法是：在杯状毛坯的底面上，形成一个与侧壁轴线同心、且朝着侧壁的开口方向凸起的环状弯曲部分。

本发明提出的这种结构，当旋转着的侧壁上的多道“V”形槽上，受到与其缠绕配合的多条三角皮带施加的任意周期性较大压力时，弯曲部分成为阻尼部，能有效地将此压力予以吸收，并能有效地防止侧壁、底面、或侧壁与底面连接部的塑性变形。而且，只是在底面形成一个与侧壁轴线同心的、向侧壁的开口方向形成一个凸起的环状弯曲部分。因此，结构简单，制造也不难，且能有效地防止重量增大和成本增加等缺点，故其效果是显著的。

附图表示，关于本发明的板金制多槽三角皮带轮的实施例。图1为剖面图;图2（a）至（j）为从板材至成品之间各个主要阶段加工状态，按顺序表示的半剖面图;图3（a1）至（j1）分别表示上列制造方法的具体制造工序的半剖面说明图;图4～图7表示本发明其它实施例的半剖面图。

2……侧壁部分

32……底面

46……弯曲部分

100，100′，100″……几种板金制多槽三角皮带轮。

下面，按图1说明本发明的一个实施例。图中的100为装有轴承91的板金制多槽三角皮带轮，底面32与圆筒形侧壁2在圆周部连成一个整体;在该侧壁2上按规定间距形成“V”形槽61;在底部32的轴心部分，形成一个突出于侧壁2的开口部分22a侧的圆筒42′，与一个前缘向内延伸的环状轴肩71成为整体的轴承嵌合部分81;把轴承91压入轴承嵌合部分81后，将圆筒42′的部分向轴心部分压紧，从而将轴承91嵌装于轴承嵌合部分81内。此外，在底部32上，形成一个与侧壁2同心、且向侧壁2的开口部分22a的方向凸起的环状弯曲部分46。此弯曲部分46具有一种阻尼器的功能，用它来吸收来自绕在侧壁2上的多条“V”形槽61上的多条三角皮带（未示出）的压力。

下面参照图2和图3说明带有轴承91的板金制多槽三角皮带轮制造方法的一例，

图2（a）至（j）分别表示，从板金毛坯至成品各个主要阶段加工状态的剖面图。

首先，图2中的图（a）表示杯状毛坯的形成工序：把规定厚度的板材用深拉伸法形成一个由底面21与开口部分22a侧带凸边23的未加工侧壁22组成的杯状毛坯11。

图2（b）表示斜阶部分的形成工序：在上述杯状毛坯11未加工侧壁22上，形成一个斜阶部分31，把未加工侧壁22分为开口22a侧的多道“V”形槽成形部分24，与底面21侧的预备成形部分25，从而得出带斜阶的杯状毛坯12。

图2（c）表示未加工预备成形毛坯的形成工序：把上述带斜阶的杯状毛坯12的预备成形部分25，和底面21，经反拉伸成形，向内侧反摺一次，使斜阶部分31与预备成形部分25之间，形成一个向外突出的向内反摺的凸起部分41，把预备成形部分25作为轴承支承部分42，把底面21作为翻面底板43，从而制成未加工预备成形毛坯13a。

图2（d）表示，形成外圆侧凸出部分44和凸起部分45的预备成形毛坯的形成工序。把未加工预备成形毛坯13a的轴承支承部分42和翻面底板43，再向内侧进行一次反拉伸成形，在“V”形槽成形部分24与斜阶部分31之间，同样形成一个向外凸出的外圆侧反摺凸起部分44。

与此同时，把轴承支承部分42与多道“V”形槽成形部分24之间的底面32，经深拉伸加工，形成一个向外弯曲的凸起部分45。

图2（e）表示厚壁化预备形成工序。把在上述预成形毛坯的形成工序得到的预成形毛坯13的凸边23车外圆并去除后，把端部24a在外圆反摺凸起部分44侧，保留在多道“V”形槽成形部24处的状态下，使多道“V”形槽成形部分24，向外弯曲厚壁化所需的量，作为厚壁化鼓出部分51，从而制成未加工厚壁化成形毛坯14a。

图2（f）表示厚壁化形成工序：将未加工厚壁化成形毛坯14a的厚壁化鼓出部分51压扁，形成一个与其弯曲程度相对应的厚壁多道“V”形槽成形部分52，同时在接近于端部24a的一部分，形成一道为成形多道“V”形槽准备的标准槽62，从而制成厚壁化成形毛坯14。

图2（g）表示多道“V”形槽的形成工序：对厚壁化成形毛坯14的多道“V”形槽成形部52，以标准槽62为成形标准点，在外圆侧反摺凸起部分44与开口边缘22b两侧分别设有高台63、64，形成并排的复数条“V”形槽61，从而制成带有多道“V”形槽的毛坯15。

图2（h）表示弯曲部形成工序：把凸起部分45向内进行反拉伸，在底面32上形成一个向多道“V”形槽成形部分52的开口部分22a的方向凸鼓的弯曲部46，从而制成弯曲部形成毛坯16。

图2（i）表示轴承座形成工序：把反面的底板43的中心部分切除，由圆筒42′和环状轴肩71形成轴承嵌装部分81，于是就形成一个轴承座毛坯17。

图2（j）表示轴承的压入和紧固工序：将成品轴承91嵌入轴承座形成毛坯17上的轴承嵌合部分81的圆筒42′内，直至与轴肩71压紧为止，并将轴承加以紧固。

按上述各道工序的指示进行加工，就能制成所要求的板金制多槽三角皮带轮100，其特点是，侧壁上带有多道“V”形槽61，在底板32上形成一个朝开口部分22a方向凸鼓的弯曲部分46，并在轴心部分嵌有轴承91。

图3（a1）至（j1）是对上述板金制多槽三角皮带轮100的同一制造方法具体制造工序的剖面图，各道工序的详细说明如下。

（1）制造杯状毛坯的工序（图2（a））

此杯状毛坯的制造工序如图3（a1）所示，用规定厚度和外径的板材作为成形材料，用移动的和固定的内、外两个拉伸模111、112和压紧模113，把材料深拉伸成形至规定的外径尺寸和深度，形成一个由底面21和未加工侧壁22构成的杯状毛坯11。此时，在未加工侧壁22的开口部边缘处，留有拉伸成形产生的多余材料形成的凸边23。

（2）斜阶形成工序（图2（b））

此斜阶的形成工序如图3（b1）所示，把杯状毛坯11，嵌合与保持在相互重合的内压紧模211、212上的状态下，用预压阶滚子213，对杯状毛坯11底面21侧的未加工侧壁22的部分进行预旋压，在该部分成形斜阶部分31，制成带斜阶的杯状毛坯12。

在这道工序里，最后在杯状毛坯11的未加工侧壁部22上，形成一个斜阶部分31，由此斜阶部分31把该未加工侧壁22，分为位于经过阔径的开口部分22a一侧的多道“V”形槽成形部分24，与位于直径小于前者的底面21一侧的准备成形部分25。

（3）制造未加工预备成形毛坯的工序（图2（c））

此未加工预备成形毛坯的工序，如图3（c1）所示，把上述带斜阶的杯状毛坯12，嵌合与保持在重合在一起的各个内压紧模311，312上，用内拉伸模313，把该带斜阶的杯状毛坯12的准备成形部分25和底面21，反拉伸成形至规定的内径尺寸和深度，向内侧反摺，在斜阶部分31和准备成形部分25之间，形成一个向外突出的向内圆反摺的凸起部分41，由准备成形部分25形成轴承支承部分42，由底板21形成翻面底板43。

在这道工序中，最后把斜阶部分31和准备成形部分25给翻过来成形为锐角。在如此大角度范围内进行反拉伸成形的时候，在材料上会发生大的内应力，但在这里敢于把向外突出、向内圆反摺的凸起部分41，形成锐角状弯曲部分，这是因为，弯曲成锐角最容易把这种内应力逸散出去，而且还具有一种阻尼作用，并能将所产生的内应力集中在该反摺的鼓出部分41，因此。能使其成形达到更高精度和容易进行。

（4）制造预成形毛坯的工序（图2（d））

制造此预成形毛坯的工序如下。在使斜阶部分31侧形成环状突起部312a的内压紧模312，与使斜阶部分31侧形成环状凹入部313a的内拉伸模313之间，嵌合与保持着带斜阶杯状毛坯13a的状态下，使内拉伸模313边旋转、边挤压，如图3（d1）所示，在多道“V”形槽成形部分24与斜阶部分31之间，形成与上述情况相同的向外突出、向外圆反摺的凸出部分44，同时还在两个反摺的鼓出部分41，44之间的底面32上，形成一个凸起部分45，这样便制成预成形毛坯13。

这道工序中，把前一道工序中一度曾被拉成锐角状的向内圆反摺的凸起部分41，再一次压开后，与向外圆反摺的凸出部分44一起形成凸起部分45，所以集中于向内圆反摺的鼓出部分41处的残余应力，恰当地分散和释放在凸鼓部分45和反摺的鼓出部分44上，成形各部分的匹配良好，不会影响高精度的成形。

（5）厚壁化预形成工序（图2（e））

此厚壁化预形成工序，如图3（e1）所示，用外压紧模411与再现预成形毛坯13内表面形状的内压紧模412，从内外保持预成形毛坯13的状态下，用剪切滚轮413按规定的尺寸位置剪断多道“V”形槽成形部分24，把凸边23以及多余材料部分先去除、整形后，再如图3（e2）所示，将它同心地夹持在内、外压紧模414和415，416之间，同时把端部24a紧紧夹持在再现预成形毛坯13内、外表面形状的内、外压紧模415、416之间的状态下，用外深拉伸成形模417，把多道“V”形槽成形部分24厚壁化所需的量向外圆方向弯曲成形，形成厚壁化凸出部分51，这样就制成了未加工厚壁化成形毛坯14a。

（6）厚壁化的形成工序（图1（f））

此厚壁化形成工序，如图3（f1）所示，把未加工厚壁化成形毛坯14a嵌装在预成形模511上，同时用外压紧模512从外边同心地夹持着毛坯14a的凸出部分45、内圆反摺的凸出部分41、轴承支承部分42以及翻面底板43等各个部分。关于上述厚壁化鼓出部分51，将其开口端边缘22b挡住并支持在预成形模511的阶状挡台部分511a上。

在这种状态下，用兼作厚壁化辊子的多道“V”形槽预成形辊子513，把厚壁化凸出部分51的凸出的突端部分进行挤压，但因把厚壁化鼓出部分51的开口边缘部分22b挡着并支持在档台511a上，靠此辊子513的辊压面513a，厚壁化鼓出部分51逐渐被压扁，产生塑性流动成形，并在这一部分达到规定厚度的厚壁，同时靠同一辊子513的突出状成形面513b，把厚壁化凸出部分51以及已成厚壁的多道“V”形槽成形部52的向外反摺凸出部分44附近的端部24a，从外圆向内轧压一般地进行旋压，先形成一道在这部分成形多道“V”形槽时用的标准槽62，这样就制成了厚壁化成形毛坯14。

在这种情况下，对多道“V”形槽成形部52的加厚旋压成形，以及与此同时进行的标准槽62的旋压成形，由于有了外圆反摺鼓出部分44，而有效地吸收了内应力，使该应力的影响不致涉及到其他成形部分。

（7）多道“V”形槽形成工序（图2（g））

多道“V”形槽的制造工序，如图3（g1）和（g2）所示，关于上述预成形模511与成形辊513的组合方法如下：把这套组合依次更换成偏心的第1和第2多道“V”形槽预成形模515、517，和成形辊516、518，也和上述情况一样的夹持状态下，把标准槽62当作成形多道“V”形槽用的一个成形标准点，对此多道“V”形槽成形部分52进行第1、第2次预旋压，渐渐地进行滚压，使并排的各个复数条预成形多道“V”形槽61a、61b，逐渐接近规定的尺寸与形状，同时在外圆侧反摺凸出部44一侧和开口边缘22b一侧，分别成形逐渐突起的突起耳部分63、64。

也就是说，对于这里的已经变成厚壁的多道“V”形槽成形部分52来说，标准槽62成为此多道“V”形槽成形用的成形标准点，同时又因有外圆反摺鼓出部分44的存在，有效地吸收了内应力，因此，第1，第2次预旋压中，可将预成形多道“V”形槽61a、61b的复数条槽，以均称与合格的壁厚以及准确的尺寸和形状布局，容易地并列成形。

此后，如图3（g3）所示，把多道“V”形槽成形模与成形辊的组合，更换为偏心的多道“V”形槽光整成形模519与多道“V”形槽压光成形辊520的组合，这里，也与上述情况相同的夹持状态下，用“V”形槽光整辊520，把经上述第2次预旋压的并排复数个预成形多道“V”形槽61b，从外圆向内深轧进行光整旋压加工，对于该多道“V”形槽成形部分52，能以高精度成形出并排复数个多道“V”形槽61，这样便制成了带多道“V”形槽的毛坯15。

在这部分成形中，此多道“V”形槽61的预旋压以及光整旋压时，由于有外圆反摺鼓出部分44，还有与此部分连接的向外鼓出的凸状鼓出部分45，而有效地吸收了内应力的微妙作用，阻止了成形应力及残余应力对其他成形部位的影响。

（8）弯曲部分形成工序（图2（h））

在此弯曲部分形成工序中，把上述带多道“V”形槽的毛坯15，如图3（h1）示，嵌装在内压紧模611的同时，用压紧模612从外保持毛坯15的多道“V”形槽61。

然后，使反拉伸辊613一边旋转，一边对上述凸起部分45进行反拉伸加工，使该凸起部分45形成向开口部分22a方向凸出的弯曲部分46，以制成弯曲部分形成毛坯16。

在形成弯曲部分46时，也是因为有内圆反摺凸出部分41，和外圆反摺凸出部分44，而有效地吸收了内应力的微妙作用，阻止了成形应力和残余应力对其他成形部分的影响。

（9）轴承部分形成工序（图2（i））

轴承部分形成工序，首先如图3（i1）所示，把上述弯曲部分形成件16，用内压紧模614，615和外压紧模616紧紧夹持，用整形辊617将弯曲部形成毛坯16的轴承支承部分42，先整形一次，再进行尺寸和精度的修正。

此时也是由内圆反摺凸出部分41和弯曲部分46，很好地把整形时施加的内应力吸收了。

其次，如图3（i2）所示，用另外的内压紧模618和外压紧模619，将弯曲部分形成毛坯16的与弯曲部分46连接的翻面底板43周围边缘71，在强力夹持状态下，用冲裁模620冲掉翻面底板43的中心部分，保留其周边部分71，通过此工艺形成一个由圆筒部分42和环状轴肩组成的轴承嵌合部分81，这样就制成了轴承座形成部分17。

（10）轴承的压入和紧固工序（图2（j））

轴承压入和紧固工序，如图3（j1）所示，首先，用内压紧模711和外压紧模712，将轴承座形成部分17的弯曲部分46，在与上述方法一样，强力夹持的同时，用同一内压紧模711的突出端711a将圆筒42′的外圆底部顶住，再用内压紧模713将环状轴肩71支持住，在此状态下，用压入模714，把成品轴承91压入构成轴承嵌合部分81的圆筒42′之内，直至顶到轴肩71为止，并将圆筒42′的外圆上部42″，进行压紧嵌装。

在轴承的压入和紧固工序中，只是由内压紧模711的突出端711a将圆筒42′本身的外圆底部顶住，并用内压紧模713将轴肩71加以支持而已，故使成品轴承91的压入和紧固工作非常顺利和容易。

按上述各道工序进行加工，就可以以高精度制成本实施例所要求的，在侧壁2上具有多道“V”形槽61的，在底面32上具有朝着侧壁32开口部分22a方向凸起的环状弯曲部分46，且在底面32的轴心部分嵌装着轴承91的板金制三角皮带轮100。

另外，弯曲部分不一定只限于实施例中指出的这一种剖面形状，弯曲部分46′也可以呈图4所示的朝着开口部分22a方向凹入的缓和的凸起形状。

在形成弯曲部分时，也不一定象上述实施例那样，先在与开口部分22a相反的方向制出一个凸起部分，然后再进行反拉伸，使它朝着开口22a方向形成凸起，例如，从一开始就使它朝开口部分22a的方向凸起也是可以的。

此外，本发明的板金制多槽三角皮带轮，不局限于上述实施例中指出的装有轴承的板金制多槽三角皮带轮，例如，没有嵌装轴承的板金制多槽三角皮带轮;或如图5所示，底面32′带阶台的板金制多槽三角皮带轮也可以。

本发明在实际应用中也可以制成不同型式的板金制多槽三角皮带轮。如图6所示，侧壁2的内表面不带槽（或凹入部分）的平整内壁的板金制多槽三角皮带轮100′;或如图7所示，在侧壁2的内表面上，形成几道对应于外圆多道“V”形槽61垄顶的位置，沿圆周方向平行分布的，比上述多道“V”形槽尺寸小的“V”形环状内槽65的板金制多槽三角皮带轮100″。

Claims (1)

1、一种板金制多槽三角皮带轮，其特征在于：在底面圆周与圆筒状侧壁连成一个整体件的侧壁上，按规定间距形成多道“V”形槽的板金制多槽三角皮带轮，在其底面上形成一个与侧壁轴线同心、且朝着侧壁开口方向凸鼓的环状弯曲部分。

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