CN107243721A - 一种农用机械高强度轮辋及其加工方法 - Google Patents

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崔平
杨铭杰
张建悦
贾东超
王彦民
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明涉及农用机械配件加工技术，尤其涉及一种农用机械高强度轮辋及其加工方法。本发明轮辋生产过程中的将滚压拉伸成型改为径向碾旋成型，在碾旋成型时内碾旋辊起到承载碾压力和模具定型的作用，利用碾旋设备的进给控制系统控制外碾旋辊移动，外碾旋辊的运动包括沿轮辋圆筒料的径向方向前后移动和沿轮辋圆筒料的轴向方向左右摆动，外碾旋辊的径向方向进给量是根据轮辋的形状设计要求设定的，轮辋凹槽的圆角R处的厚度加强通过对内碾旋辊的结构设计和控制外碾旋辊的进给量来实现，使轮辋强度得到充分保证。

Description

一种农用机械高强度轮辋及其加工方法
技术领域
本发明涉及农用机械配件加工技术，尤其涉及一种农用机械高强度轮辋及其加工方法。
背景技术
农用机械的车身重量大，轮辋、轮辐承受车辆的垂直负荷、横向力、驱动制动扭力较大，所以要求农用机械的轮辋、轮辐具有较高的强度。现有技术中的农用机械轮辋多采滚压成型的方法生产，其具体工艺流程如图1所示，包括：1、下条料；2、卷圆； 3、扩口；4、滚压成型（多次）；5模具定型。这种轮辋加工方法在滚压成型过程中，材料属于拉伸变形，板材折弯处材料变薄强度降低，影响轮辋强度；滚压成型需要经过多次滚压，生产效率低，产品质量无法保证。
因此，有必要提供一种生产工序简单，产品强度高的农用机械高强度轮辋加工方法及利用该加工方法生产的高强度轮辐。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种农用机械高强度轮辋加工方法，该加工方法可大大幅度提高轮辋产品强度，具有工艺简单、生产效率高、产品质量好的优点。
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种农用机械高强度轮辋加工方法，其特征在于： 具体包括以下步骤：
一）下条料料：按工艺尺寸将板料通过剪板机裁剪为条料，再裁剪合适的长度尺寸；
二）卷圆对焊：将条料用卷圆机卷成圆筒料，再送入对焊机焊接成封闭圆筒形，对焊过程中保证焊缝处的强度大于或等于条料原材料的强度；
三） 碾旋成型：将步骤二）的圆筒料放置在碾旋设备上，圆筒料内圆周面上设置至少两个内碾旋辊，内碾旋辊沿圆筒料的内圆周面滚动，圆筒料的外圆周面上设置与内碾旋辊相对应的外碾旋辊，内碾旋辊与外碾旋辊同步转动，进行径向碾旋成型；所述内碾旋辊的外圆周面为与轮辋内圆弧面形状相符合的凹模面，外碾旋辊为外圆周面中间凸出、两边收缩的圆饼形，所述径向碾旋成型是指内碾旋辊向外挤压圆筒料的筒壁、外碾旋辊向内挤压圆筒料的筒壁、内碾旋辊与外碾旋辊转动带动圆筒料转动，对圆筒料的筒壁进行碾旋成型；
径向碾旋成型可以使焊接成型的圆筒料经过碾旋工序一次成型，利用内碾旋辊作为内部定型凹模，利用外碾旋辊径向进给施压圆筒料使其变形，通过减少外碾旋辊的径向进给量使轮辋凹槽圆角R处增厚，使轮辋强度得到充分保证。碾旋成型使金属晶粒紧密、流线排列，表面硬度增加，强度增加，可大大提轮辋的机械强度。
四）模具滚压定型：利用内凹面定型模具和外凸面定型模具对碾旋成型的产品进行滚压成型，使之符合轮辋形状要求，内凹面定型模具与轮辋的内圆周面形状相符，外凸面定型模具与轮辋的外圆周面形状相符。
进一步的，步骤三）中内碾旋辊的动作为固定自转，外碾旋辊的动作包括自转、径向进给和左右摆动。
本发明的另一目的在于提供一种利用上述加工方法生产的农用机械高强度轮辋。
进一步地，所述农用机械高强度轮辋的材质为精钢材质。
本发明所述的农用机械高强度轮辋加工方法，创造性的将滚压拉伸成型改为径向碾旋成型，内碾旋辊起到承载碾压力和模具定型的作用，利用碾旋设备的进给控制系统控制外碾旋辊移动，外碾旋辊的运动包括沿轮辋圆筒料的径向方向前后移动和沿轮辋圆筒料的轴向方向左右摆动，外碾旋辊的径向方向进给量是根据轮辐的形状设计要求设定的，轮辋凹槽的圆角R处材料需要加厚的部位进给量会减少，以增加该部位的材料厚度，使轮辋强度得到充分保证。
现有技术中的滚压拉伸成型会使轮辋凹槽拐角处的圆角R处材料变薄，强度降低。本发明碾旋成型使金属晶粒紧密、流线排列，表面硬度增加，强度增加，使轮辋强度提高20%～30%。值得说明的是，在本发明中，内碾旋辊外圆周面为与轮辋内圆周面形状相符合的凹模面，碾旋过程中内碾旋辊的动作为固定自转、外碾旋辊的动作包括自转、径向进给和左右摆动，其运行轨迹是决定轮辋形状的关键因素。
本发明的方法可大大提高农用机械高强度轮辋的结构强度。
附图说明
图1为现有技术中的农用机械轮辋生产方法工艺流程图。
图2为本发明的农用机械高强度轮辋加工方法工艺流程图。
图3为本发明农用机械高强度轮辋加工方法的碾旋成型工作原理示意图。
图4为本发明农用机械高强度轮辋加工方法的内、外碾旋辊分布示意图。
图中符号说明：1圆筒料；2内碾旋辊；3外碾旋辊。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
如图2-4所示，本发明提供一种农用机械高强度轮辋加工方法，包括以下步骤，一）下条料料：按工艺尺寸将板料通过剪板机裁剪为条料，再裁剪合适的长度尺寸；二）卷圆对焊：将条料用卷圆机卷成圆筒料，再送入对焊机焊接成封闭圆筒形，对焊过程中保证焊缝处的强度大于或等于条料原材料的强度；三）碾旋成型：将步骤二）的圆筒料放置在碾旋设备上，圆筒料内圆周面上设置至少两个内碾旋辊，内碾旋辊沿圆筒料的内圆周面滚动，圆筒料的外圆周面上设置与内碾旋辊相对应的外碾旋辊，内碾旋辊与外碾旋辊同步转动，进行径向碾旋成型；所述内碾旋辊的外圆周面为与轮辋内圆弧面形状相符合的凹模面，外碾旋辊为外圆周面中间凸出、两边收缩的圆饼形，所述径向碾旋成型是指内碾旋辊向外挤压圆筒料的筒壁、外碾旋辊向内挤压圆筒料的筒壁、内碾旋辊与外碾旋辊转动带动圆筒料转动，对圆筒料的筒壁进行碾旋成型；四）模具滚压定型：利用内凹面定型模具和外凸面定型模具对碾旋成型的产品进行滚压成型，使之符合轮辋形状要求，内凹面定型模具与轮辋的内圆周面形状相符，外凸面定型模具与轮辋的外圆周面形状相符。由于碾旋成型的轮辋表面存在着碾压轨迹条纹和不规则毛边，利用定型模具可进行精确定型。由于圆筒料已经在步骤三）中经过碾旋初步成型，因此，本步骤的模具定型可以大大降低对滚型机的压力需求。步骤三）中内碾旋辊的动作为固定自转，外碾旋辊的动作包括自转、径向进给和左右摆动。外碾旋辊为外圆周面中间凸出、两边收缩的圆饼形，外碾旋辊利用凸出的辊边进行旋压。碾旋成型过程中，内碾旋辊与外碾旋辊挤压圆筒料并同步转动，带动圆筒料转动，进行径向碾旋成型。
径向碾旋成型可以使圆筒料一次碾旋成型，通过控制外碾旋辊的径向方向进给量来控制轮辋的形状，轮辋凹槽的圆角R处材料需要加厚的部位进给量会减少，以增加该部位的材料厚度，使轮辋强度得到充分保证。碾旋成型使金属晶粒紧密、流线排列，表面硬度增加，强度增加，使轮辋强度提高20%～30%。
以上所述，仅是本发明的最佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，利用上述揭示的方法内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，均属于权利要求书保护的范围。

Claims (4)

1.一种农用机械高强度轮辋加工方法，其特征在于： 具体包括以下步骤：
下条料料：按工艺尺寸将板料通过剪板机裁剪为条料，再裁剪合适的长度尺寸；
卷圆对焊：将条料用卷圆机卷成圆筒料，再送入对焊机焊接成封闭圆筒形，对焊过程中保证焊缝处的强度大于或等于条料原材料的强度；
三） 碾旋成型：将步骤二）的圆筒料放置在碾旋设备上，圆筒料内圆周面上设置至少两个内碾旋辊，内碾旋辊沿圆筒料的内圆周面滚动，圆筒料的外圆周面上设置与内碾旋辊相对应的外碾旋辊，内碾旋辊与外碾旋辊同步转动，进行径向碾旋成型；所述内碾旋辊的外圆周面为与轮辋内圆弧面形状相符合的凹模面，外碾旋辊为外圆周面中间凸出、两边收缩的圆饼形，所述径向碾旋成型是指内碾旋辊向外挤压圆筒料的筒壁、外碾旋辊向内挤压圆筒料的筒壁、内碾旋辊与外碾旋辊转动带动圆筒料转动，对圆筒料的筒壁进行碾旋成型；
四）模具滚压定型：利用内凹面定型模具和外凸面定型模具对碾旋成型的产品进行滚压成型，使之符合轮辋形状要求，内凹面定型模具与轮辋的内圆周面形状相符，外凸面定型模具与轮辋的外圆周面形状相符。
2.根据权利要求1所述的一种农用机械高强度轮辋加工方法，其特征在于：步骤三）中内碾旋辊的动作为固定自转，外碾旋辊的动作包括自转、径向进给和左右摆动。
3.一种根据权利要求1或2中任一项所述的农用机械高强度轮辋加工方法生产的农用机械高强度轮辋。
4.根据权利要求3所述的一种农用机械高强度轮辋，其特征在于，所述农用机械高强度轮辋的材质为精钢材质。
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