CN103573874B - 一种制动鼓的制造方法以及一种制动鼓 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制动鼓的制造方法，包括步骤：S1、制造钢制的制动鼓外壳体；S2、于制动鼓外壳体内制造结构层；S3、于结构层的内侧制造摩擦层。通过上述三个步骤将制动鼓分为三个具有不同能的层，能够解决由于制动鼓摩擦层内、外侧温差较大的问题，降低由于温差而引起的开裂的情况发生。采用钢制的制动鼓外壳体包住摩擦层，提高了摩擦层的结构强度，延长其使用寿命。本发明还提供了一种制动鼓，包括：制动鼓外壳体；设置于制动鼓外壳体中的结构层；设置于结构层中，并用于进行制动的制动摩擦层。本发明提供的制动鼓由于采用了钢制的外壳，能够减小摩擦层的厚度，降低摩擦层内侧与外侧之间在制动时的温差，避免制动鼓出现开裂的情况。

Description

一种制动鼓的制造方法以及一种制动鼓

技术领域

本发明涉及汽车制动设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种制动鼓的制造方法以及一种制动鼓。

背景技术

制动系统是汽车的重要组成系统之一，目前，在载重汽车领域中，应用较为广泛的是采用传统的整体铸造鼓式制动器。

现有技术中，典型的鼓式制动器包括制动鼓和制动蹄片组成，制动蹄片能够与制动鼓的内侧面接触。制动鼓在汽车行驶过程中处于转动状态，当需要刹车时，制动蹄片在制动力的作用下紧压于制动鼓上，利用与制动鼓之间的摩擦阻力使汽车运动的动能转化为热能，从而使行驶的汽车减速或停车，以保证行车安全。

当汽车重载、高速行驶时，尤其是在下长坡或陡坡时，由于需要较大的制动力以及连续多次的制动以保证汽车处于可控状态，使得制动鼓内壁温度急剧升高，制动鼓的内外温差加大，导致构成制动鼓材料的高温力学性能急剧下降。由于传统的制动鼓材质为灰口铸铁，灰口铸铁具有强度低脆性大是灰口铸铁的典型特性，为了减少这些特性所带来的负面影响，制动鼓的壁厚必须做得很厚以保证制动鼓具有较高的结构强度。但是制动鼓的壁厚越大，制动鼓制动时的内外温差越大，温差加大引起的温差应力加上材料的高温力学性能恶化，常导致制动鼓内壁由纵向微裂发展为龟裂，以致最后制动鼓开裂。因此，传统的整体铸造的制动鼓使用寿命比较短。

综上所述，如何提高制动鼓的结构强度，延长制动鼓的使用寿命，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题为提供一种制动鼓的制造方法以及一种制动鼓，该制动鼓使用该方法制造，能够实现提高制动鼓的结构强度，延长制动鼓使用寿命的目的。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种制动鼓的制造方法，其特征在于，包括步骤：

S1，制造钢制的制动鼓外壳体；

S2，于所述制动鼓外壳体内制造结构层；

S3，于所述结构层的内侧制造制动摩擦层。

优选地，所述步骤S1具体包括步骤：

S11，对优质钢板进行挤压拉伸成型操作；

S12，对成型后制动鼓外壳体进行旋滚减薄处理。

优选地，所述步骤S2具体包括步骤：

S21，对所述制动鼓外壳体进行加热，将其加热至800℃至830℃；

S22，采用离心浇铸机对所述制动鼓外壳体进行旋转动作，并将1600℃至1650℃的钢水注入至所述制动鼓外壳体中并形成所述结构层。

优选地，所述步骤S3具体包括步骤：

S31，对所述结构层进行降温，使其温度降低至1350℃至1400℃之间；

S32，采用离心浇铸机对所述制动鼓外壳体进行旋转动作，并将1350℃至1400℃的铁水注入至所述结构层中并形成所述制动摩擦层。

优选地，所述步骤S12之后还包括步骤S13，对所述制动鼓外壳体的内侧面进行凸台成型处理。

优选地，所述步骤S13与所述步骤S21之间还包括步骤S14，对所述制动鼓外壳体的内侧面进行抗氧化处理。

优选地，本发明还包括后期处理工序：对制动鼓摩擦层的内表面进行切削加工。

优选地，所述结构层的厚度为：3mm至4mm；所述制动摩擦层的厚度为：7mm至8mm。

本发明还提供了一种制动鼓，包括：

制动鼓外壳体；

设置于所述制动鼓外壳体中的结构层；

设置于所述结构层中，并用于进行制动的制动摩擦层。

优选地，所述制动鼓外壳体的内壁上设置有凸台，所述结构层上设置有所述凸台相适配的结合槽。

本发明提供了一种制动鼓的制造方法，包括步骤：

S1、制造壳体，制造钢制的制动鼓外壳体，采用钢材料制造制动鼓外壳体，由于钢材，尤其是优质钢具有较高的结构强度以及任性，能够使得制动鼓外壳体具有较高的结构强度；

S2、制造结构层，于制动鼓外壳体内制造结构层，贴附于制动鼓外壳体的内壁设置一层具有加强制动鼓结构强度作用的结构层；

S3、制造摩擦层，于结构层的内侧制造摩擦层，由于制动鼓采用摩擦制动，因此，本发明在结构层的内侧制造了用于进行摩擦制动的摩擦层。

本发明提供的制动鼓的制造方法，通过上述三个步骤将制动鼓分为三个具有不同能的层，其中，结构层与摩擦层形成与现有技术中的制动鼓相类似的制动主体，在制动主体的外侧设置有采用高强度高韧性制动鼓外壳体，能够将制动鼓壁厚相对与现有技术做得比较薄，从而解决由于制动鼓壁厚带来的内、外侧温差较大的问题，降低由于温差较大而引起的制动鼓开裂的情况发生。并且，本发明采用钢制的制动鼓外壳体包住摩擦层，能够提高摩擦层的结构强度，延长了制动鼓的使用寿命。

本发明还提供了一种制动鼓，包括：制动鼓外壳体；设置于制动鼓外壳体中的结构层；设置于结构层中，并用于进行制动的制动摩擦层。由于制动鼓采用三层结构设计，外层的钢制外壳能够提高第三层摩擦层的结构强度，使其不易损坏。同时，由于钢制外壳相比于铸铁的强度要高，因此，在具有相同的结构强度下，钢制材料的厚度要小于铸铁的厚度。如此，本发明提供的制动鼓由于采用了钢制的外壳，能够减小摩擦层的厚度，降低摩擦层内侧与外侧之间在制动时的温差，避免制动鼓出现开裂的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种实施例中制动鼓的制造方法的工艺流程图；

图2为本发明一种实施例中制动鼓的结构示意图；

图3为本发明一种实施例中制动鼓加工过程中各阶段的加工结构是示意图；

上述是对附图的说明，下面还有附图标记的说明。

图2和图3中部件名称与附图标记的对应关系为：

制动鼓外壳体1；结构层2；摩擦层3。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种制动鼓的制造方法以及一种制动鼓，该制动鼓使用该方法制造，通过采用三层结构，并且使用钢制制动鼓外壳体设计，能够实现提高制动鼓的结构强度，延长制动鼓使用寿命的目的。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明一种实施例中制动鼓的制造方法的工艺流程图。

本发明提供了一种制动鼓的制造方法，包括步骤：

S1、制造壳体，制造钢制的制动鼓外壳体，采用钢材料制造制动鼓外壳体，由于钢材，尤其是优质钢具有较高的结构强度以及任性，能够使得制动鼓外壳体具有较高的结构强度；

S2、制造结构层，于制动鼓外壳体内制造结构层，贴附于制动鼓外壳体的内壁设置一层具有加强制动鼓结构强度作用的结构层；

S3、制造摩擦层，于结构层的内侧制造摩擦层，由于制动鼓采用摩擦制动，因此，本发明在结构层的内侧制造了用于进行摩擦制动的摩擦层。

本发明提供的制动鼓的制造方法，通过上述三个步骤将制动鼓分为三个具有不同能的层，分别为：加强制动鼓结构强度的钢制制动鼓外壳体；用于连接制动鼓外壳体和摩擦层的结构层，结构层在还能够进一步提高制动鼓的机构强度；用于进行摩擦制动的摩擦层。其中，结构层与摩擦层形成与现有技术中的制动鼓相类似的制动主体，在制动主体的外侧设置有采用高强度高韧性制动鼓外壳体，能够将制动鼓壁厚相对与现有技术做得比较薄，从而解决由于制动鼓壁厚带来的内、外侧温差较大的问题，降低由于温差较大而引起的制动鼓开裂的情况发生。并且，本发明采用钢制的制动鼓外壳体包住摩擦层，能够提高摩擦层的结构强度，延长了制动鼓的使用寿命。

步骤S1的具体操作包括步骤：

S11、拉伸成型，采用优质钢板作为制动鼓外壳体的制作板材，对对优质钢板进行挤压拉伸成型操作，使得钢板形成与成品客体形状接近的具有空间结构的半成品；

S12、旋滚减薄，对成型后制动鼓外壳体进行旋滚减薄处理，旋滚减薄处理能够对在步骤S11中通过拉伸形成的制动鼓外壳体半成品进行精加工，使得外壳体的厚度较为均匀，并形成最终的制动鼓外壳体成品。

本发明通过上述两个步骤分别对优质钢板进行拉伸成型形成半成品，然后在对半成品进行旋滚减薄的精加工处理，使得制动鼓外壳体具有较高的结构精度。并且，拉伸工艺以及旋滚减薄工艺还能够使得制动鼓外壳体的整体厚度较为均匀、力学性能较为一致。

具体地，步骤2的具体操作为：

S21、外壳体加热，对制动鼓外壳体进行加热，将其加热至800℃至830℃，制动鼓外壳体采用钢材料制成，制动鼓外壳体加热至800℃后会变软，如此，在进行结构层的设置时，能够使得制动鼓外壳体与结构层之间具有较高的配合程度；

S22、注入钢水，采用离心浇铸机对制动鼓外壳体进行旋转动作，并将1600℃至1650℃的钢水注入至制动鼓外壳体中并形成结构层，将制动鼓外壳体进行旋转运动，同时，注入到制动鼓外壳体中的钢水在离心力的作用下均匀分布于制动鼓外壳体的内表面上，从形成厚度较为一致的结构层。

在本发明的一个具体实施方式中，步骤3具体包括步骤：

S31、结构层降温，对结构层进行降温，使其温度降低至1350℃至1400℃之间；

S32、注入铁水，采用离心浇铸机对所述制动鼓外壳体进行旋转动作，并将1350℃至1400℃的铁水注入至所述结构层中并形成所述制动摩擦层。

上述两个步骤中，步骤S31将结构层升温至1350℃至1400℃之间，同时，铁水温度为1350℃至1400℃，如此，结构层与铁水之间的温差较小，保证了结构层与摩擦层之间能够形成较为严密的结合层。

请参考图3，图3为本发明一种实施例中制动鼓加工过程中各阶段的加工结构是示意图。

为了增加制动鼓外壳体与结构层之间结合的可靠性，本发明在步骤S12之后还增加了步骤S13、凸台成型，对制动鼓外壳体的内侧面进行凸台成型处理。

步骤S12采用旋滚装置进行旋滚减薄操作，在此基础上，通过对旋滚装置进行设计，将旋滚装置与制动鼓外壳体相接处的减薄组件的外侧设置为具有凹陷的结构。如此，在进行减薄作业时，减薄组件还能够起到压辊的作用，将制动鼓外壳体压制出凸台结构。凸台结构能够增加与结构层之间的接触面积，提高其结合强度。

为了避免高温钢水对制动鼓外壳体造成高温氧化，本发明在步骤S13与所述步骤S21之间还增加了步骤S14、抗氧化处理，对制动鼓外壳体的内侧面进行抗氧化处理。对制动鼓外壳体的抗氧化处理可以采用常规的抗氧化技术，但是需要说明的，如果采用液体溶剂涂抹的方法进行抗氧化处理，则应涂抹后加温将液体溶剂烘干。

在本发明的一个具体实施方式中，还包括对制动鼓的后期处理工序：对制动鼓摩擦层的内表面进行切削加工，使其内表面的光滑程度提高。

具体地，结构层的厚度为：3mm至4mm。

具体地，制动摩擦层的厚度为：7mm至8mm。

请参考图2，图2为本发明一种实施例中制动鼓的结构示意图。

本发明还提供了一种制动鼓，包括：制动鼓外壳体1；设置于制动鼓外壳体1中的结构层2；设置于结构层2中，并用于进行制动的制动摩擦层3。

由上述可知，由于制动鼓采用三层结构设计，外层的钢制外壳能够提高第三层摩擦层3的结构强度，使其不易损坏。同时，由于钢制外壳相比于铸铁(尤其是现有技术中制动鼓采用的灰口铸铁)的强度要高，因此，在具有相同的结构强度下，钢制材料的厚度要小于铸铁的厚度。如此，本发明提供的制动鼓由于采用了钢制的外壳，能够减小摩擦层3的厚度，减小摩擦层3的内侧(与刹车蹄片相接处的一侧)与外侧之间在制动时的温差，避免制动鼓出现开裂的情况。

本发明提供的制动鼓是一种通过制动蹄片与制动鼓之间的摩擦力进行减速制动的，由于制动鼓在高速旋转的状态下需要快速停止转动，其承受的制动蹄片施加的制动作用力将会非常大，如此使得制动鼓外壳体1、结构层2以及制动摩擦层3都会产生较大的扭矩。为了避免动鼓外壳体1与结构层2之间由于承受较大的扭矩作用(如此使得制动鼓外壳体1、结构层2以及制动摩擦层3之间具有相对转动的趋势)而发生变形或者是结合处发生错位断裂的情况，在本实施例中制动鼓外壳体1的内壁上设置有凸台，结构层2上设置有与凸台相适配的结合槽。

在上述结构中，制动鼓外壳体1与结构层2之间增加了凸台与结合槽的结构，使得制动鼓外壳体1与结构层2采用类似于花键结构的设计，保证了制动鼓外壳体1或者结构层2能够承受较大的扭矩。

此外，基于上述实施例，由于引入凸台与结合槽所带来的结构有点，本发明还能够进行进一步的结构优化：在结构层2的内壁上设置第二组凸台结构，摩擦层3上则设置有与第二组凸台相适配的结合槽结构，如此，用以增加结构层2与摩擦层3之间的结合强度。

以上对本发明所提供的一种制动鼓的制造方法以及一种制动鼓进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种制动鼓的制造方法，其特征在于，包括：

步骤1，制造钢制的制动鼓外壳体；

步骤2，于所述制动鼓外壳体内制造结构层；

步骤3，于所述结构层的内侧制造制动摩擦层；

其中所述步骤2具体包括：

步骤21，对所述制动鼓外壳体进行加热，将其加热至800℃至830℃；

步骤22，采用离心浇铸机对所述制动鼓外壳体进行旋转动作，并将1600℃至1650℃的钢水注入至所述制动鼓外壳体中并形成所述结构层；

其中所述步骤3具体包括：

步骤31，对所述结构层进行降温，使其温度降低至1350℃至1400℃之间；

步骤32，采用离心浇铸机对所述制动鼓外壳体进行旋转动作，并将1350℃至1400℃的铁水注入至所述结构层中并形成所述制动摩擦层。

2.根据权利要求1所述的制动鼓的制造方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：

步骤11，对优质钢板进行挤压拉伸成型操作；

步骤12，对成型后制动鼓外壳体进行旋滚减薄处理。

3.根据权利要求2所述的制动鼓的制造方法，其特征在于，所述步骤12之后还包括：

步骤13，对所述制动鼓外壳体的内侧面进行凸台成型处理。

4.根据权利要求3所述的制动鼓的制造方法，其特征在于，所述步骤13与所述步骤21之间还包括步骤14，对所述制动鼓外壳体的内侧面进行抗氧化处理。

5.根据权利要求1至4任一项所述的制动鼓的制造方法，其特征在于，还包括后期处理工序：对制动鼓摩擦层的内表面进行切削加工。

6.根据权利要求5所述的制动鼓的制造方法，其特征在于，所述结构层的厚度为：3mm至4mm；所述制动摩擦层的厚度为：7mm至8mm。

7.一种如权利要求1、2、3、4或6所述方法制造的制动鼓，其特征在于，包括：

制动鼓外壳体(1)；

设置于所述制动鼓外壳体(1)中的结构层(2)；

设置于所述结构层(2)中，并用于进行制动的制动摩擦层(3)。

8.根据权利要求7所述的制动鼓，其特征在于，所述制动鼓外壳体(1)的内壁上设置有凸台，所述结构层(2)上设置有所述凸台相适配的结合槽。