CN105057896B - 一种凹孔钢片的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种凹孔钢片的加工方法，属于轮胎模具技术领域，它包括以下步骤：(1)拆分设计钢片的平面图案：将已经设计完成厚度为t，其凹孔深度为t/2的设计钢片拆分成至少两片；(2)切割钢板：根据设计图案，将凹孔钢片分别进行切割，并将钢片上面的孔及其他图案切割成通孔的形式；(3)去除毛刺；(4)点焊对接依次叠放的多片钢片；(5)焊接成型：将对接在一起的钢片周边外侧焊接起来。本发明避免了蚀刻工艺中各种化学试剂的使用，不会产生各种污水等副产品，加工工艺清洁环保；并且可准确控制钢片上开孔及其图案的形状、深度，广泛应用于轮胎模具的制作中。

Description

一种凹孔钢片的加工方法

技术领域

本发明涉及轮胎模具技术领域，尤其涉及一种凹孔钢片的加工方法。

背景技术

在轮胎胎面包括许多沿轮胎轴向及其一侧延伸的宽窄不一的花纹沟。这种花纹沟会对轮胎的性能产生非常大的影响，尤其是在轮胎的刹车性能及其在湿滑路面上的抓地能力。而轮胎胎面上较窄的花纹沟是通过轮胎模具与轮胎接触的花纹块上设置的钢片来实现的。这种钢片的形状、尺寸等特征能够对轮胎抓地性能、排水性能产生显著影响。

因为所使用的钢片非常薄，而且其表面往往会开有不同深度的凹孔或其他的图案，普通的机械加工方式实施起来非常困难。现有钢片的加工方法多采用蚀刻之后放在冲模上冲压的工艺。但是蚀刻过程中，往往需要用到化学药剂，使用完的溶液呈强酸性且含有多种重金属，直接排放会对环境产生极大的污染，而对其进行污水处理又耗费资源能源。而且蚀刻过程难以保证刻蚀后钢片凹孔等图案的深度。

因此，对于开发一种新的凹孔钢片的加工方法，不但具有迫切的研究价值，也具有良好的经济效益和工业应用潜力，这正是本发明得以完成的动力所在和基础。

发明内容

为了克服上述所指出的现有技术的缺陷，本发明人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本发明。

具体而言，本发明所要解决的技术问题是：提供一种凹孔钢片的加工方法，避免了蚀刻工艺中各种化学试剂的使用，不会产生各种污水等副产品，加工工艺清洁环保；并且可准确控制钢片上开孔及其图案的形状、深度。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种凹孔钢片的加工方法，包括以下步骤：(1)拆分设计钢片的平面图案：将已经设计完成厚度为t，其凹孔深度为t/2的设计钢片拆分成至少两片；(2)切割钢板：根据设计图案，将凹孔钢片分别进行切割，并将钢片上面的孔及其他图案切割成通孔的形式；(3)去除毛刺：将切割好的钢片进行去除毛刺、修圆弧；(4)点焊对接依次叠放的多片钢片：采用对焊机将多片钢片对接在一起；(5)焊接成型：将对接在一起的钢片周边外侧焊接起来。

在本发明的所述凹孔钢片的加工方法中，作为一种优选的技术方案，在步骤(1)中，将厚度为t的设计钢片拆分成两片厚度为t/2的钢片，表面分别设计孔及图案，孔及图案的大小、形状、位置可对称，也可不对称。

在本发明的所述凹孔钢片的加工方法中，作为一种优选的技术方案，在步骤(1)中，将厚度为t的设计钢片拆分为厚度为t/n及厚度为(t-t/n)的两片外轮廓相同的钢片，n≥2，两片钢片表面上孔及图案不相同。

在本发明的所述凹孔钢片的加工方法中，作为一种优选的技术方案，在步骤(1)中，将厚度为t的设计钢片拆分为为两片厚度为t/n、t/m及一片厚度为(t-t/n-t/m)的三片外轮廓相同的钢片，其中，n、m可相等，可不等，且(t-t/n-t/m)＞0，在两片厚度为t/n、t/m的两片钢片上设计孔或图案，厚度为(t-t/n-t/m)的钢片设置于中间位置且无凹孔或图案。

在本发明的所述凹孔钢片的加工方法中，作为一种优选的技术方案，在步骤(2)中，使用激光切割机切割钢板。

在本发明的所述凹孔钢片的加工方法中，作为一种优选的技术方案，切割后检测切割后钢片尺寸，控制切割质量。

在本发明的所述凹孔钢片的加工方法中，作为一种优选的技术方案，在步骤(4)中，点焊对接依次叠放的多片钢片中部。

在本发明的所述凹孔钢片的加工方法中，作为一种优选的技术方案，在步骤(5)之后，使用冲模冲制出凹孔钢片的立体形状。

在本发明的所述凹孔钢片的加工方法中，作为一种优选的技术方案，将焊接好的钢片在火焰上加热，再冲压成型。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

(1)由于本发明不适应蚀刻工艺，避免了蚀刻工艺中各种化学试剂的使用，不会产生各种污水等副产品，加工工艺清洁环保。

(2)激光切割，激光焊接速度快，生产效率高，并且激光切割所使用的激光焊接等设备自动化程度高，无需专业的技术人员，普通工人简单培训即可完成上述加工工艺流程，成本低廉。

(3)能够将切割设备、焊接、冲模设备合理排列，容易大批量流水线生产。

(4)通过将两片或多片钢片组合之后叠放焊接的方式，可准确控制钢片上开孔及其图案的形状、深度，精度高。

(5)能够实现对不同厚度钢片的加工。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。

实施例一：

本发明提供了一种凹孔钢片的加工方法，包括以下步骤：

步骤一，拆分设计钢片的平面图案：将已经设计完成厚度为t，其凹孔深度为t/2的凹孔钢片进行拆分设计。

拆分时有多种方案，即使用厚度为t/2外轮廓相同的两片钢片，在其表面分别设计孔、其他图案，孔及其图案的大小、形状、位置可对称，也可不对称，该t范围可是0.3mm-10mm。(对称的为定位孔，主体部分的孔及其图案不对称)

或者将厚度为t钢片拆分设计为厚度为t/n及厚度为(t-t/n)的两片外轮廓相同，n≥2,但是其表面上孔、其他图案不相同的钢片。

或者可将厚度为t钢片拆分设计为两片厚度为t/n、t/m及一片厚度为(t-t/n-t/m)的三片外轮廓相同的钢片。其中，n、m可相等，可不等，但是需要满足(t-t/n-t/m)＞0。可只在两片厚度为t/n、t/m的两片钢片上设计孔或其他图案。厚度为(t-t/n-t/m)的钢片设置于中间位置且无凹孔或图案。

步骤二，激光切割钢板：使用切割机根据设计图案，将钢片分别进行切割，并根据设计将钢片上面的孔及其他图案切割成通孔的形式。该切割机可以使用激光、等离子等对薄钢片几乎不会施加额外的切割力的设备。优选使用激光切割机。

切割后可通过抽样测量其尺寸的方式，检测切割后钢片尺寸，控制切割质量。

步骤三，去除毛刺：将切割好的钢片用去毛刺设备去除毛刺、修圆弧，例如研磨去毛刺机、滚动去毛刺机、磁力去毛刺机、强力超声波去毛刺等物理去毛刺设备。根据钢片小而薄的特点，并考虑到设备的成本问题，优选为研磨去毛刺机。

步骤四，点焊对接依次叠放的多片钢片中部：采用对焊机将两钢片中间部分对接在一起。

将两片或三片钢片根据其图案的设计要求按次序、方向叠放到一起。根据钢片厚度及材质的不同选用不同的功率，采用点焊将两片或多片钢片结合在一起。点焊的位置可以为几片叠放钢片的任意位置，任意数量。优选为中部挑选2个点进行点焊。防止对焊之后的两片钢片，在硫化轮胎过程中因为硫化温度的变化及渗入的橡胶而发生分离，而导致轮胎胎面花纹变形的问题。

步骤五、焊接成型：使用能够将几片薄钢片外边缘的缝隙焊接起来的焊机，将对焊的钢片周边外侧焊接起来，这种平面凹孔钢片便可以直接使用。该焊接优选使用激光焊，能够对钢片周围复杂的轮廓进行快速焊接；

采用工装将钢片固定在焊接工作台上，焊头垂直对准几片钢片的缝隙处，启动激光焊机，通过激光的高温作用融化钢片，使钢片边缘连接到一起。同时转动钢片，也可转动焊头，根据不同的焊接设备采用不同的方式。将几片叠放的钢片的边缘全都焊接到一起。

夹持工装可采用机械、手工、磁铁等方式夹持。优选为磁铁吸附固定的方式进行夹持，便于焊接过程中钢片的更换。

如果需要需要将钢片成型为立体形状，需要进行以下步骤：

步骤六、冲压：使用冲模冲制出相应的立体形状；

将焊接好的钢片在火焰上加热，放到冲模机上冲压出设计的曲折、波浪、凸起、弧面等立体形状。钢片的不同的立体形状效果可以根据设计要求，在冲模机上更换不同的冲模进行冲压而成。

实施例二：

本发明提供了一种凹孔钢片的加工方法，其步骤与实施例一基本相同，其区别在于，步骤四可替换为：直接将切割后的多片钢片按照设计，根据钢片的形状依次叠在一起，使用橡皮锤(也可使用其他的进行挤压、锤击的设备)，压实之后进行激光焊接即可。该加工方法无需对焊，更加简洁，适用于体积较小的凹孔钢片的加工。

应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种凹孔钢片的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)拆分设计钢片的平面图案：将已经设计完成厚度为t，其凹孔深度为t/2的设计钢片拆分成至少两片；(2)切割钢板：根据设计图案，将凹孔钢片分别进行切割，并将钢片上面的孔及其他图案切割成通孔的形式；(3)去除毛刺：将切割好的钢片进行去除毛刺、修圆弧；(4)点焊对接依次叠放的多片钢片：采用对焊机将多片钢片对接在一起；(5)焊接成型：将对接在一起的钢片周边外侧焊接起来。

2.如权利要求1所述的一种凹孔钢片的加工方法，其特征在于，在步骤(1)中，将厚度为t的设计钢片拆分成两片厚度为t/2的钢片，表面分别设计孔及图案，孔及图案的大小、形状、位置可对称，也可不对称。

3.如权利要求1所述的一种凹孔钢片的加工方法，其特征在于，在步骤(1)中，将厚度为t的设计钢片拆分为厚度为t/n及厚度为(t-t/n)的两片外轮廓相同的钢片，n≥2，两片钢片表面上孔及图案不相同。

4.如权利要求1所述的一种凹孔钢片的加工方法，其特征在于，在步骤(1)中，将厚度为t的设计钢片拆分为为两片厚度为t/n、t/m及一片厚度为(t-t/n-t/m)的三片外轮廓相同的钢片，其中，n、m可相等，可不等，且(t-t/n-t/m)＞0，在两片厚度为t/n、t/m的两片钢片上设计孔或图案，厚度为(t-t/n-t/m)的钢片设置于中间位置且无凹孔或图案。

5.如权利要求2或3或4所述的一种凹孔钢片的加工方法，其特征在于，在步骤(2)中，使用激光切割机切割钢板。

6.如权利要求5所述的一种凹孔钢片的加工方法，其特征在于，切割后检测切割后钢片尺寸，控制切割质量。

7.如权利要求6所述的一种凹孔钢片的加工方法，其特征在于，在步骤(4)中，点焊对接依次叠放的多片钢片中部。

8.如权利要求1所述的一种凹孔钢片的加工方法，其特征在于，在步骤(5)之后，使用冲模冲制出凹孔钢片的立体形状。

9.如权利要求8所述的一种凹孔钢片的加工方法，其特征在于，将焊接好的钢片在火焰上加热，再冲压成型。