CN105583585A - 一种低碳合金钢制动鼓的加工工艺 - Google Patents

一种低碳合金钢制动鼓的加工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低碳合金钢制动鼓的加工工艺，涉及汽车配件技术领域，依次包括下料、预弯、卷板、焊接、折弯、墩平、整形、车加工和钻孔等步骤；本发明在加工设备成本方面，本发明采用油压机，成本远低于现有离心铸造或者悬压机，本发明材料的利用率提高30%以上，远优于传统制造方法，加工出来的产品不会在实际工况中产生任何裂纹，保证安全性，本发明制造成本大幅降低，比铸铁制动鼓的制备成本降低30%以上，比双金属制动鼓的制造成本更是降低50%以上。

Description

一种低碳合金钢制动鼓的加工工艺
技术领域
本发明涉及汽车配件技术领域，尤其涉及一种低碳合金钢制动鼓的加工工艺。
背景技术
制动鼓，又称为鼓式制动器，是汽车制动器中常见的一种，用于使行驶中的汽车减速或者停车。
现有的用于制作制动鼓的材料，一般包括铸铁或者双金属这两大类。
其中，铸铁主要用于大中型车辆，其具有较好的铸造性能，耐磨性、耐热性和导热性较好，但是，其抗热疲劳性较差，当汽车重载、高速行驶时，尤其在下长坡或陡坡时，由于制动力大，且连续多次制动，使得制动鼓内壁温度急剧升高，同时其内外温差加大，制动鼓材料的高温力学性能也急剧下降，制动鼓壁厚越大，内外温差越大，温差应力加上材料的高温力学性能恶化，常导致铸铁的制动鼓内壁由纵向微裂发展为龟裂，以致最后制动鼓开裂。
为了解决铸铁材料的制动鼓的上述缺陷，另外一种制动鼓材料是采用双金属材料，即综合利用钢的良好的力学性能和铸铁的耐磨、耐热性能，比如申请号为201010535561.3、专利名称为“高强度轻量化双金属制动鼓的制造方法及其双金属制动鼓”的中国专利申请，又比如申请号为201210061027.2、专利名称为“一种双金属复合材料制动鼓的成型方法”的中国专利申请，这种双金属材料制造的制动鼓，虽然可以部分解决铸铁制动鼓的问题，但是。
另外，现有的制动鼓的加工工艺，采用双金属材料的制动鼓，一般包括成型和离心浇注两大工序，其制作成本较高，制作设备成本也要，往往需要离心铸造或者悬压机；并且虽外壳由钢组成不会开裂但浇注在内壁上的仍然是铸铁，在实际工况中遇水内壁仍会产生龟裂。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种低碳合金钢制动鼓的加工工艺，以解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：1.一种低碳合金钢制动鼓的加工工艺，其特征在于，依次包括下料、预弯、卷板、焊接、折弯、墩平、整形、车加工和钻孔步骤，其中，
所述下料步骤：将选好的钢板裁剪至所需尺寸；
所述预弯步骤：将裁剪后的板材的两头根据所需的尺寸进行弯曲变形；
所述卷板步骤：将预弯后的板材进行卷制所需尺寸和形状，得到毛坯；
所述焊接步骤：将卷板后的毛坯通过焊接进行连接，使其成为一个封闭的圆柱体毛坯；
所述折弯步骤：将焊接步骤所得的圆柱体毛坯加热至600℃以上，然后使其折弯；
所述墩平步骤：通过压机压力使前述折弯后的工件墩平，得到半成品；
所述整形步骤：将前述所得半成品进行校圆；
所述车加工步骤：将前述整形后的半成品放入车床上，加工至所需尺寸；
所述钻孔步骤：将前述车加工后所得半产品进行钻孔，即得产品。
本发明基于发明人发明了一种高强度低碳合金钢，这种高强度低碳合金钢的碳含量按质量百分比计，为0.2%-0.35%，还含有按质量百分比计的至少下述一种元素：
Cr：0.1%-0.35%或者0.5%-1.3%；
Mn:0.35%-1.5%；
Mo:0-0.4%；
Si:0.1%-0.4%或者1%-1.5%。
上述的高强度低碳合金钢，遇水完全不开裂，其耐磨性比铸铁制动鼓提高100%以上。
正是由于采用了这种特殊的低碳合金钢，所以采用了有别于现有工艺的特殊工艺。
作为优选的技术方案：钻孔步骤之后，还包括喷漆步骤。产品表面进行喷漆防锈处理
作为优选的技术方案：所述整形步骤中，利用千斤顶校圆或穿芯子校圆。
作为优选的技术方案：所述折弯步骤在油压机中进行。可以大大降低成本。
作为优选的技术方案：所述墩平步骤在油压机中进行。可以大大降低成本
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1.在加工设备成本方面，本发明采用油压机，成本远低于现有离心铸造或者悬压机；
2.本发明通过挤压成型的方法，材料的利用率提高30%以上，远优于传统制造方法；
3本发明由于加工对象是金属制动鼓，采用了特殊的材料，加工出来的产品不会在实际工况中产生任何裂纹，保证安全性
4.本发明制造成本大幅降低，比铸铁制动鼓的制备成本降低30%以上，比双金属制动鼓的制造成本更是降低50%以上。
附图说明
图1为折弯前的圆柱体毛坯图；
图2为折弯步骤所采用的模具结构示意图；
图3为墩平步骤所采用的模具结构示意图；
图4为墩平步骤后所得半成品图；
图5为本发明所最终加工出来的产品结构图
其中，图中：1.上模板2.导向套3.折弯上压环4.折弯上凹模5.导向柱6.折弯下压环7.下模板8.折弯下凸模9.墩平下凹模10.墩平下压套11.高强弹簧12.脱模板13.螺帽14.支撑螺杆15.墩平上压头。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
实施例：
下面结合附图以12mm厚的板材为例对本发明做详细的描述，但本发明的保护范围不限于下述的实施案例；
本实施例的板材的化学组成为：按质量百分比计，C:0.30%、Si:0.21%、Mn:0.53%、Cr:0.92%、Mo:0.21%，其余为Fe：
钢材的炼制过程与现有的传统炼钢过程一样，是本领域普通技术人员公知的步骤。
采用上述板材加工制动鼓的方法，依次包括：
下料、预弯、卷板、焊接、折弯、墩平、整形、车加工、钻孔、喷漆等步骤，具体而言：
下料步骤：将板材放入剪板机内，根据板材厚度将剪板机的剪刀间隙调整至1.2左右，启动剪板机，将板材剪至图纸所需尺寸；
预弯步骤：将剪好后的板材进行倒角以做焊接坡口用放入油压机内，启动油压机，将其板材长度方向上两头进行压弯；
卷板步骤：将预弯后的板料放入卷板机进行卷板，然后用二保焊进行初步连接，在确保卸压后不会因自身应力而回弹的情况下尽可能的保证所卷出的板料圆度误差不超过2mm；
焊接步骤：将卷板后所得到的毛坯放入埋伏焊机上，将焊机的枪头对准初步连接处，启动埋伏焊机，调整焊接电流为400A，焊接速度为4确保将焊缝处完全焊透，待其冷却后敲开焊剂得到一个封闭的圆柱体（见图1）
折弯步骤：将折弯模具（见图2）放入液压机中：
上述折弯模具包含上模板1、下模板7、导向柱5、导向套2所构成的模架，其中上模板1固定于导向套2上，下模板7上开有与导向套2相配合的轴，导向柱5可以穿过该孔使得上下模可以在同一轴心线上上下运动；
上模板1上通过螺钉孔将其上压环3固定在上模板1，上压环3内通过台阶圆的方式装有上凹模4。当上压环3的螺钉在旋紧过程中，装在其里面的上凹模4也随之固定在上模座上；
下模座上通过螺钉孔将其下压环6固定在下模板7上。下压环6通过台阶圆的方式固定住下凸模8，当下压环6的螺钉孔在旋紧过程中，装在其里面的下凸模8也随之固定在下模座上；
装配时应保证上凹模4和下凸模8中心应处于同一直线上；
在保证装配精度的情况下，将圆柱体毛坯进行加热至600℃以上，然后迅速的将其套在下凹模8上。下降油压机的上平台，平台带着上模座一起向下运动。当固定在上模座的上凹模4接触到毛坯件时，油压机将向其施加更大的压力，迫使其随着模具的结构进行折弯变形以得到所需的半成品；
墩平步骤：将墩平模具（见图3）放入液压机中：
上述所指的墩平模具包含上模板1、下模板7、导向柱5、导向套2所构成的模架，其中上模板1固定于导向套2上，下模座7上开有与导向套2相配合的轴，导向柱5可以穿过该孔使得上下模可以在同一轴心线上上下运动；
上模座上通过螺钉孔将其上压头15固定在上模板上1；
下模座上通过螺钉孔将下压套10固定在下模板7上。下压套10内通过台阶圆的方式装有下凹模9，当下压套10的螺钉孔在旋紧过程中，装在其里面的下凸模9也随之固定在下模座上；
上下模中间装有一个脱模板13，脱模板上有对称的两个孔，用螺杆14穿过脱模板上的孔并与下压套连接，脱模板下方的螺杆部分装有高强弹簧11以支撑脱模板给产品留出装夹空间，露出脱模板上方的螺杆部分带有螺帽14。
装配时应保证上压头15、脱模板13和下凹模9中心应处于同一直线上。
在保证装配精度的情况下，将折弯后的毛坯端面向下，放入下凹模9中。下降油压机的上平台，平台带着上模座一起向下运动。当固定在上模座的上压头15接触到工件时，油压机将向其施加更大的压力，迫使其端面随着模具的结构被墩平，然后油压机上平台上升，上压头15能穿过中间脱模板13的内孔，而产品则被挡在脱模板13的端面上，上压头15继续上升时，产品随之脱落。即可得到整个挤压后的半成品，见图4；
整形步骤：将上述所得的半成品用游标卡尺对内孔进行测量，在较小的一方做上标记，然后放入千斤顶，根据其大小决定打入多小千斤顶，在保证卸压回弹后圆度在2mm内的情况下进入下一工序；
车加工步骤：将上述校圆的工件放入车床，根据图纸进行车加工；
钻孔步骤：将上述所得产品放在钻床上，并装上相应的钻模工装后根据图纸完成钻孔；
喷漆步骤：将上述所得产品表面进行喷漆防锈处理。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本本发明，凡在本本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种低碳合金钢制动鼓的加工工艺，其特征在于，依次包括下料、预弯、卷板、焊接、折弯、墩平、整形、车加工和钻孔步骤，其中，
所述下料步骤：将选好的钢板裁剪至所需尺寸；
所述预弯步骤：将裁剪后的板材的两头根据所需的尺寸进行弯曲变形；
所述卷板步骤：将预弯后的板材进行卷制所需尺寸和形状，得到毛坯；
所述焊接步骤：将卷板后的毛坯通过焊接进行连接，使其成为一个封闭的圆柱体毛坯；
所述折弯步骤：将焊接步骤所得的圆柱体毛坯加热至600℃以上，然后使其折弯；
所述墩平步骤：通过压机压力使前述折弯后的工件墩平，得到半成品；
所述整形步骤：将前述所得半成品进行校圆；
所述车加工步骤：将前述整形后的半成品放入车床上，加工至所需尺寸；
所述钻孔步骤：将前述车加工后所得半产品进行钻孔，即得产品。
2.根据权利要求1所述的低碳合金钢制动鼓的加工工艺，其特征在于：钻孔步骤之后，还包括喷漆步骤。
3.根据权利要求1所述的低碳合金钢制动鼓的加工工艺，其特征在于：所述整形步骤中，利用千斤顶校圆或穿芯子校圆。
4.根据权利要求1所述的低碳合金钢制动鼓的加工工艺，其特征在于：所述折弯步骤在油压机中进行。
5.根据权利要求1所述的低碳合金钢制动鼓的加工工艺，其特征在于：所述墩平步骤在油压机中进行。
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