CN106425343B - 一种焊接式涨紧轮加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于皮带轮制造领域,具体涉及为一种焊接式涨紧轮加工方法。本发明包括:(1)部件分开成型;(2)摩擦焊接;(3)旋压成型;(4)车内圆和外端面;(5)车另一端面;(6)表面处理;(8)压轴承挡盖;(9)涂漆。本发明提供的一种焊接式涨紧轮加工方法采用部件分开成型、摩擦焊接、旋压成型等步骤,克服了现有技术中材料浪费量大、生产效率低等问题,具有材料利用率低、生产效率高、生产成本低的技术效果。采用分两部分本别成型可有效降低金属的变形抗力,加强金属韧性对成型机械要求不高,对工件保护更加有利。本发明呢还通过摩擦焊接将两个部件连接在一起,摩擦焊接处的强度比材料本身的强度还要大。
Description
技术领域
本发明属于皮带轮制造领域,具体涉及为一种焊接式涨紧轮加工方法。
背景技术
涨紧轮主要由固定壳体、张紧臂、轮体、扭簧、滚动轴承和弹簧轴套等组成,能根据皮带不同的松紧程度,自动调整张紧力,使传动系统稳定安全可靠。涨紧轮是汽车等零配件的一个易损件,皮带用时间长了容易被伸长,有的涨紧轮可以自动调节皮带的张力,另外有了涨紧轮皮带运行更加平稳,噪音小了,而且可以防止打滑。由于涨紧轮的作用是用来调节正时皮带的松紧度,一般跟正时皮带一起更换,以免发生后顾之忧。其他零件无必要要换的,只要定期去保养即可,但是机油一定要勤换,一般行驶距离超过四千至五千公里就应该该换。传统的此类型涨紧轮,普遍采用两个半边轮通过铆接方法合在一起,采用这样的制造方法,会导致以下缺陷和不足:铆钉数量多,生产效率低;铆接后涨紧轮变形大,产品精度变低,且合成的两个半边轮的平槽表面不平整,造成皮带容易磨损,皮带寿命随之降低;两个半边轮同轴承配合处平面部位小,装配后轴承易松动或卡滞,轴承使用寿命短。采用冲压后再焊接方法,涨紧轮会存在残余应力和变形,造成涨紧轮。通过检索,发明人未发现已经授权的相关专利,仅检索到201610377854.0的一种涨紧轮的成形工艺,其为一种仅仅利用挤压进行成形的方法,该类方法不同程度的破坏了金属材料的韧性,不能够保证涨紧轮的强度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种即能节省材料,又降低生产成本的焊接式涨紧轮加工方法。
本发明的目的是这样实现的:
一种焊接式涨紧轮加工方法,包括以下步骤:
(1)部件分开成型:将一圆筒形热轧钢板经落料冲孔后拉伸,在液压机上安装整形模具对拉伸后的坯料挤压后得到带有圆筒形且圆筒内壁带圆环形凸台的法兰状毛坯;将圆盘形钢板经落料拉伸后冲孔,形成带凹槽的圆盘形毛坯;
(2)摩擦焊接:在卧式摩擦焊机上安装焊接夹具,夹住法兰状毛坯和圆盘形毛坯在高压状态下旋转摩擦将法兰状毛坯的底部与圆盘形毛坯的凹槽与盘面连接的边缘融合在一起,形成法兰盘预制毛坯;
(3)旋压成型:在旋压机上安装旋轮,旋轮与所述法兰盘预制毛坯的圆盘面的侧面接触,旋压机的主轴旋转,带动芯模模具和半成品旋转,将旋轮旋转并水平进给运动,将盘面旋压分成两半形成与盘面垂直的凹槽,得到旋压半成品;
(4)车内圆和外端面:在数控车床夹持旋压半成品的轴承孔外圆面,车轴承孔的内圆面和顶端端面,使轴承孔形成一边带挡盖、另一边带台阶平直环的轴承座;
(5)车另一端面:在数控车床夹持轴承孔内圆面,车轴承孔底端端面;
(6)表面处理:在表面处理流水线上对除了轴承孔及其带台阶平直环以外的工件表面进行喷涂处理;
(7)压轴承:在液压机上安装模具,将轴承通过过盈配合方式压入的轴承座上;
(8)压轴承挡盖:在铲旋机上安装夹具,将轴承孔底端边沿向台阶平直环位置挤压到轴承外端圈上形成轴承外挡盖;
(9)涂漆:对轴承外挡盖进行涂漆。
本发明的有益效果在于:
本发明提供的一种焊接式涨紧轮加工方法采用部件分开成型、摩擦焊接、旋压成型等步骤,克服了现有技术中材料浪费量大、生产效率低等问题,具有材料利用率低、生产效率高、生产成本低的技术效果。采用分两部分本别成型可有效降低金属的变形抗力,加强金属韧性对成型机械要求不高,对工件保护更加有利。本发明还通过摩擦焊接将两个部件连接在一起,摩擦焊接处的强度比材料本身的强度还要大,也就是当外力用力拉扯时,首先断裂的是没有焊接的材料本身而不是焊接点。采用喷涂方式对金属表面进行保护进一步提高了涨紧轮的寿命。
附图说明
图1是焊接式涨紧轮加工方法整形的示意图;
图2是焊接式涨紧轮加工方法摩擦焊接的示意图;
图3是焊接式涨紧轮加工方法旋压的示意图;
图4是焊接式涨紧轮加工方法车轴承孔的示意图;
图5是焊接式涨紧轮加工方法车端面的示意图;
图6是焊接式涨紧轮加工方法压轴承的示意图;
图7是焊接式涨紧轮加工方法压轴承挡盖的示意图;
图8是焊接式涨紧轮加工方法喷涂的示意图;
图中:111-毛坯第一部件,112-毛坯第二部件,211-焊接后第一部件区域,212-焊接后第二部件区域,321-成型轮面,322-成型皮带区域,41-轴承孔,42-挡圈,51-轴承挡盖,71-轴承,72-轴承挡圈环,81-轴承另一外挡盖,91-轴承外挡盖。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
一种焊接式涨紧轮加工工艺,包括以下步骤:
①两部件分开成型:皆选用热轧钢板制作。第一部件,将钢板经落料冲孔后拉伸,形成带凸台的法兰状圆盘形的毛坯。在液压机上安装整形模具。挤压后得到毛坯。第二部件,将圆盘形钢板经落料拉伸后冲孔,形成带凹槽的圆盘形毛坯。具体包括对圆片钢板中心进行冲压预成型,如附图1所示,112 为带凸台的毛坯第二部件,凸台与圆片的连接处的圆弧尽可能的小,为了材料能更好的流动,预先进行的处理。
②摩擦焊接:在卧式摩擦焊机上安装焊接夹具。将部件一和部件二在高压状态下旋转,利用材料自身融合在一起,形成中心U形的法兰盘预制毛坯。如附图2所示,在卧式摩擦焊机上,将第一部件111和毛坯第二部件112融合在一起。保证在60KN的压力下不断裂。第一部件区域211的高度相比原先111发生小幅度缩短。焊接后第二部件区域212则没有变化。
③旋压成型:在旋压机上安装旋轮,与所述半成品外圆盘面部分先后相接触,旋压机的主轴旋转,带动芯模模具和半成品旋转,将旋轮依次旋转并水平进给运动,形成最终的成型部分,得旋压半成品;旋压机上装芯模模具,将焊接半成品装在芯模模具上,在旋压机上三个旋轮工位上各自安装旋轮旋轮。通过旋压机的主轴旋转,带动芯模模具和焊接半成品旋转,旋轮按一定速度对半成品进行旋转并水平运动挤压,得到附图3所示的形状。
旋轮的旋转速度与给进速度的关系为:30000V-W2=50000,其中W为旋轮的旋转速度,500转/s≥W≥200转/s,V为旋轮给进速度,其单位为mm/s。在该速度下,成型坯件不会被加工期间打伤,同时能够保证金属材质的韧性不受到影响,脆性不会提升,如果给进速度过高,则有打伤坯件使其变形的危险,给进太慢则耗电量过大,影响生产成本。
④车内圆和端面:在数控车床夹持大内圆,加工内圆面和小端面,形成一边带挡盖、另一边带台阶平直环的轴承座;如附图4所示,在数控车床上加工内圆面和局部外圆面,要求轴承孔41的加工精度等级比较高,表面粗糙度为1.6最大,挡圈42外径大于轴承孔41尺寸。
⑤车另一端面:在数控车床夹持反向大内圆,加工小端面;如附图5所示,在数控车床上加工端面和轴承挡盖51。
⑥表面处理:在表面处理流水线上对工件表面进行处理,除了轴承孔及其带台阶平直环内外处不喷涂(虚线区域)。
⑦压轴承:在小型液压机上安装模具,将轴承通过过盈配合方式压入工件的轴承座上;如附图6所示,轴承71和轴承挡圈环72成过盈配合方式装配在一起。
⑧压轴承挡盖:在铲旋机上安装夹具,涨紧轮带台阶平直环位置被推倒挤压到轴承外端圈上;如附图7所示,轴承挡圈环72带台阶平直环位置,用铲旋机上的成对刀具进行向下并径向挤压,贴合在轴承外端圈上。
⑨涂漆:在自制简易的涂漆夹具上对轴承外挡盖进行涂漆。如附图8所示,对一端裸露的轴承外挡盖91进行喷涂。所述轴承挡圈环72的内腔是成台阶的组合面,其外端面是大圆弧过渡。
所述旋压成型,旋压半成品上下轮面321相对中心轴线成对称结构。上下轮面321和皮带区域322成一定角度。
所述卧式摩擦焊机采用新型的焊接技术,其新型焊接方式即摩擦焊接,摩擦焊接是利用焊接接触端面相对运动中相互摩擦所产生的热,使端部达到热塑性状态,然后迅速顶锻,完成焊接的一种压焊方法。此种焊接方法,焊后的工件强度很大,且不会在焊接处出现断裂缺陷。
所述旋压成型的预成型一工作面为一定角度的尖锥的圆柱面;
所述预成型二旋轮的工作面为比成型旋轮略浅的的圆柱面;
所述成型旋轮的工作面上有带一定角度的凹槽,所述凹槽的中心位置与所述成型旋轮的中心轴线相垂直;
所述轴承座的加工精度等级比较高,表面粗糙度为1.6最大;
所述轴承挡盖能承受最小30KN压脱力。
本发明的上述方案中,预成型一旋轮的工作面是指在旋压过程中预成型一旋轮与一级半成品外圆上相接触的面;预成型二旋轮的工作面是指预成型二旋轮与所述一级半成品的预成型部分先接触的面;成型旋轮的工作面是指成型旋轮与所述半成品的预成型部分后接触的面。按照旋压工艺,毛坯的外边缘先经旋压形成预成型一部分(大圆弧状),预成型一部分经旋压再形成预成型2部分再变成成型。
作为上述技术方案的优选,用整形模对预制毛坯中心位置反孔,使预制毛坯的圆弧尽可能的变小。
作为上述技术方案的优选,所述旋压成型,成型旋轮的轮廓跟涨紧轮的设计轮廓类似;
作为上述技术方案的优选,所述轴承座跟涨紧轮的平直带区域是同轴心的且中心对称。
本发明的焊接工艺,首先对毛坯的形状做了预先处理,摩擦焊接,先旋压毛坯的部分外边缘,再加工轴承座。采用旋压工艺,产品的表面组织致密耐磨性较好,使得其寿命更长。此工艺生产得到的产品结构轻巧,表面质量好,成品件的机械性能得到明显的提高。产品的外观要求能得到满足。适合大批量生产使用。
Claims (5)
1.一种焊接式涨紧轮加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)部件分开成型:将一圆筒形热轧钢板经落料冲孔后拉伸,在液压机上安装整形模具对拉伸后的坯料挤压后得到带有圆筒形且圆筒内壁带圆环形凸台的法兰状毛坯;将圆盘形钢板经落料拉伸后冲孔,形成带凹槽的圆盘形毛坯;
(2)摩擦焊接:在卧式摩擦焊机上安装焊接夹具,夹住法兰状毛坯和圆盘形毛坯在高压状态下旋转摩擦将法兰状毛坯的底部与圆盘形毛坯的凹槽与盘面连接的边缘融合在一起,形成法兰盘预制毛坯;
(3)旋压成型:在旋压机上安装旋轮,旋轮与所述法兰盘预制毛坯的圆盘面的侧面接触,旋压机的主轴旋转,带动芯模模具和半成品旋转,将旋轮旋转并水平进给运动,将盘面旋压分成两半形成与盘面垂直的凹槽,得到旋压半成品;
(4)车内圆和外端面:在数控车床夹持旋压半成品的轴承孔外圆面,车轴承孔的内圆面和顶端端面,使轴承孔形成一边带挡盖、另一边带台阶平直环的轴承座;
(5)车另一端面:在数控车床夹持轴承孔内圆面,车轴承孔底端端面;
(6)表面处理:在表面处理流水线上对除了轴承孔及其带台阶平直环以外的工件表面进行喷涂处理;
(7)压轴承:在液压机上安装模具,将轴承通过过盈配合方式压入轴承座;
(8)压轴承挡盖:在铲旋机上安装夹具,将轴承孔底端边沿向台阶平直环位置挤压到轴承外端圈上形成轴承外挡盖;
(9)涂漆:对轴承外挡盖进行涂漆。
2.根据权利要求1所述的一种焊接式涨紧轮加工方法,其特征在于:
所述的摩擦焊接是利用焊接接触端面相对运动中相互摩擦所产生的热,使端部达到热塑性状态,然后迅速顶锻,完成焊接的方法。
3.根据权利要求1所述的一种焊接式涨紧轮加工方法,其特征在于:所述凹槽的中心位置与所述成型旋轮的中心轴线相垂直。
4.根据权利要求1所述的一种焊接式涨紧轮加工方法,其特征在于:所述轴承座的表面粗糙度最大为1.6。
5.根据权利要求1所述的一种焊接式涨紧轮加工方法,其特征在于:所述的旋轮的旋转速度与给进速度的关系为:30000V-W2=50000,其中W为旋轮的旋转速度,500转/s≥W≥200转/s,V为旋轮给进速度,其单位为mm/s。
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GR01 | Patent grant |