CN108422154A - 一种车轮挡圈加工方法及冷压模具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种车轮挡圈加工方法及冷压模具。模具，包括：凸模，所述凸模的顶端设置一凸出部，待压制坯件的底端套设在所述凸出部的外侧，其中所述待压制坯件的底端的侧壁厚度大于所述待压制坯件的顶端的侧壁厚度；凹模，所述凹模的底端设置一凹槽，所述凸出部可全部伸入所述凹槽，且所述凸出部全部伸入所述凹槽后，所述凸出部外侧的待压制坯件被压制成预定形状。如此采用专用车轮挡圈冷压模具，提高了加工效率和加工精度，且在车加工工序只需一人操作，节约了人工，减小了用电和人工成本，且将一端较薄一端较厚的梯形坯料冷压成形，冷压成形后较薄的部分增厚，可满足标准要求，且加工余量减小，提高了车加工效率。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种车轮挡圈加工方法及冷压模具。
背景技术
伴随着日新月异的科技进步，工程车辆的发展也随之有了较大提高。工程车辆作为改善人们工程作业的重要工具，已经越来越不可或缺。先进的工艺、结构设计等方式的改善，也有利于厂商节约生产成本，并且增加自身的市场竞争力。
工程车辆的车轮挡圈作为其重要的部件之一，车轮挡圈的加工质量直接关系到工程车辆的运行安全和客户对于整车品质的认识。
现有技术加工工程车辆的车轮挡圈的方案一是：采用钢板切割下料；卷圆；CO2保护焊焊接；打磨；加热；扩口；成形；车加工。
上述方案一的缺点是：材料利用率低，仅占原材料的84％；车加工余量大，加工效率低；CO2气体保护焊焊接易有气孔等焊接缺陷，焊接质量得不到保证；工件在扩口成形时材料会因拉伸变薄，焊缝处易开裂，废品率较高；工件加热产生氧化皮，在扩口成形时表面会划伤，导致表面质量差，后序需要进行修磨，导致成本费用高。
现有技术加工工程车辆的车轮挡圈的方案二是：采用扁钢剪切下料；卷圆；整圆；焊接；铣渣；打磨；加热；缩口；成形；车加工等工序。
上述方案二的缺点是：因采用中频炉进行加热后进行缩口、压制成形，电耗较高，与节能降耗政策相违背，且加工成本高；因工件进行缩口，材料变厚导致加工余量较大，加工效率偏低，车加工工序成为瓶颈工序。
现有方案普遍存在材料利用率低、加工成本高、加工效率低的问题。
发明内容
为了克服现有技术中加工工程车辆的车轮挡圈的材料利用率低、加工成本高、加工效率低的技术问题，本发明提供了一种车轮挡圈加工方法及冷压模具。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明的实施例提供了一种车轮挡圈冷压模具，包括：
凸模，所述凸模的顶端设置一凸出部，待压制坯件的底端套设在所述凸出部的外侧，其中所述待压制坯件的底端的侧壁厚度大于所述待压制坯件的顶端的侧壁厚度；
凹模，所述凹模的底端设置一凹槽，所述凸出部可全部伸入所述凹槽，且所述凸出部全部伸入所述凹槽后，所述凸出部外侧的待压制坯件被压制成预定形状。
可选的，所述凹槽的开口处设有倒角。
可选的，所述凹槽的底部与所述凹槽的侧壁的连接处形成第一圆弧曲面；
所述凸出部的顶部与所述凸出部的侧壁的连接处形成第二圆弧曲面。
可选的，所述预定形状包括所述待压制坯件的顶端向内侧弯折，且弯折部分与所述待压制坯件的底端之间形成圆弧过渡区域。
可选的，所述圆弧过渡区域的外侧弧度与所述第一圆弧曲面的弧度相同，所述圆弧过渡区域的内侧弧度与所述第二圆弧曲面的弧度相同。
可选的，还包括：
底板和固定板，所述凸模的底端通过所述固定板固定在所述底板上。
可选的，还包括：
上模板，所述凹模的顶端固定在所述上模板上。
本发明的实施例提供了一种使用如上任一项所述的车轮加工方法及挡圈冷压模具，包括：
将待压制坯件的底端套设在所述凸模的凸出部的外侧；
控制所述凹模下压至所述凸出部全部伸入所述凹模的凹槽，使得所述凸出部外侧的待压制坯件被压制成预定形状。
可选的，所述将待压制坯件的底端套设在所述凸模的凸出部的外侧之前，还包括：
轧制多倍尺扁钢条料，所述多倍尺扁钢条料沿厚度方向的切面为梯形；
采用冲床对所述多倍尺扁钢条料按照预定尺寸进行切断，获得预定尺寸扁钢条料；
将所述预定尺寸扁钢条料进行卷制，获得卷制后坯料；
对所述卷制后坯料进行对口点焊，并将对口处采用闪光对焊机进行焊接，获得焊接后坯料；
对所述焊接后坯料进行铣削加工，获得待压制坯件。
可选的，所述轧制多倍尺扁钢条料的步骤包括：
采用微机控制的短应力轧机轧制多倍尺扁钢条料，并对轧制后的多倍尺扁钢条料采用高压水除磷。
可选的，所述将所述预定尺寸扁钢条料进行卷制的步骤包括：
采用预制卷辊，将所述预定尺寸扁钢条料进行卷制；
所述对所述卷制后坯料进行对口步骤包括：
采用预制气动对口机对所述卷制后坯料进行对口点焊；
所述对所述焊接后坯料进行铣削加工的步骤包括：
采用预制铣渣刀具对所述焊接后坯料进行铣削加工。
本发明的有益效果是：
本发明实施例提供了专用车轮挡圈冷压模具，可应用于工程车辆车轮用挡圈加工工艺，该车轮挡圈冷压模具包括凸模，凸模的顶端设置一凸出部，待压制坯件的底端套设在所述凸出部的外侧，其中待压制坯件的底端的侧壁厚度大于待压制坯件的顶端的侧壁厚度；凹模，凹模的底端设置一凹槽，凸出部可全部伸入凹槽，且凸出部全部伸入凹槽后，凸出部外侧的待压制坯件被压制成预定形状。在冷压成形前先将坯件厚的一端向下套放在凸模的凸出部外侧，压制时控制凹模下压使凸出部伸入凹模的凹槽内，凸出部全部伸入凹槽后，坯件被冷压成形。如此采用专用车轮挡圈冷压模具，提高了加工效率和加工精度，且在车加工工序只需一人操作，节约了人工，减小了用电和人工成本，且将一端较薄一端较厚的梯形坯料冷压成形，冷压成形后较薄的部分增厚，可满足标准要求，且加工余量减小，提高了车加工效率。
附图说明
图1表示本发明实施例中车轮挡圈冷压模具的结构示意图；
图2表示本发明实施例中车轮挡圈冷压模具的结构示意图的局部放大图；
图3表示本发明实施例中卷制后坯料的断面示意图；
图4表示本发明实施例中卷制后坯料的示意图；
图5表示本发明实施例中冷压后的坯料的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
参照图1和图2所示，本发明实施例中提供了一种本发明的实施例提供了一种车轮挡圈冷压模具，包括：
凸模3，所述凸模3的顶端设置一凸出部，待压制坯件6的底端套设在所述凸出部的外侧，其中所述待压制坯件6的底端的侧壁厚度大于所述待压制坯件6的顶端的侧壁厚度；
凹模4，所述凹模4的底端设置一凹槽，所述凸出部可全部伸入所述凹槽，且所述凸出部全部伸入所述凹槽后，所述凸出部外侧的待压制坯件6被压制成预定形状。
本发明实施例中，待压制坯件6是使用专用梯形截面扁钢代替钢板或普通扁钢，如图3所示，待压制坯件6的底端的侧壁厚度大于待压制坯件的顶端的侧壁厚度，如图4所示。
本发明实施例提供了专用车轮挡圈冷压模具，可应用于工程车辆车轮用挡圈加工工艺。在冷压成形前先将待压制坯件6厚的一端向下套放在凸模3的凸出部外侧，压制时控制凹模4下压使凸出部伸入凹模4的凹槽内，凸出部全部伸入凹槽后，坯件被冷压成形。如此采用专用车轮挡圈冷压模具，提高了加工效率和加工精度，且在车加工工序只需一人操作，节约了人工，减小了用电和人工成本，且将一端较薄一端较厚的梯形坯料冷压成形，冷压成形后较薄的部分增厚，可满足标准要求，且加工余量减小，提高了车加工效率。
可选的，所述凹模4的凹槽的开口处设有倒角41。
此时，由于在凹槽的开口处设置倒角41，使压制时坯件易进入凹模4内。
其中，凹模4下压时待压制坯件6先进行收口变形，后进行成形。成形后坯件的尺寸精度可达到GB/T2883-2015标准要求。
可选的，所述凹槽的底部与所述凹槽的侧壁的连接处形成第一圆弧曲面42；
所述凸出部的顶部与所述凸出部的侧壁的连接处形成第二圆弧曲面31。
此时，凸出部全部伸入凹槽后，凹槽的底部靠近凸出部的顶部，第一圆弧曲面42靠近第二圆弧曲面31，将待压制坯件压制成形。
可选的，所述预定形状包括所述待压制坯件6的顶端向内侧弯折，且弯折部分与所述待压制坯件6的底端之间形成圆弧过渡区域。
此时，凸出部全部伸入凹槽后，如图5所示，待压制坯件6被压制成顶端向内侧弯折，且弯折部分与待压制坯件的底端之间形成圆弧过渡区域。冷压成形后待压制坯件6较薄的部分形后增厚，可满足标准要求，且加工余量减小，提高了车加工效率。
可选的，所述圆弧过渡区域的外侧弧度与所述第一圆弧曲面42的弧度相同，所述圆弧过渡区域的内侧弧度与所述第二圆弧曲面31的弧度相同。
此时，凸出部全部伸入凹槽后，由凸出部和凹槽将待压制坯件6挤压成形，成形后的坯件圆弧过渡区域的外侧弧度与凹槽的第一圆弧曲面42的弧度相同，内侧弧度与凸出部的第二圆弧曲面31的弧度相同。
可选的，还包括：
底板1和固定板2，所述凸模3的底端通过所述固定板2固定在所述底板1上。
上模板5，所述凹模4的顶端固定在所述上模板5上。
此时，底板1和上模板5对模具形成了保护作用，使模具不易变形和损坏。
本发明实施例提供了专用车轮挡圈冷压模具，冷压成形前先将坯件厚的一端向下套设在凸模的凸出部外侧，坯件外侧成圆锥形，凹模的开口处设有倒角，压制时坯件易进入模具内，凹模下压使坯件先进行收口变形，后进行成形。成形后坯件的尺寸精度达到GB/T2883-2015标准要求。车加工采用一人同时操作2台数控机床分别加工内孔和端面，配备专用液压卡盘夹具；节约了人工和提高加工效率，从而减少了用电、人工成本，该设备组合只需一人操作，加工效率可提高50％。
本发明的实施例还提供了一种使用如上任一项所述的车轮挡圈冷压模具加工车轮挡圈的方法，包括：
将待压制坯件的底端套设在所述凸模的凸出部的外侧；
控制所述凹模下压至所述凸出部全部伸入所述凹模的凹槽，使得所述凸出部外侧的待压制坯件被压制成预定形状。
本发明实施例的加工车轮挡圈的方法，可应用于工程车辆车轮用挡圈加工工艺。在冷压成形前先将坯件厚的一端向下套放在凸模的凸出部外侧，压制时控制凹模下压使凸出部伸入凹模的凹槽内，凸出部全部伸入凹槽后，坯件被冷压成形。如此采用专用车轮挡圈冷压模具，提高了加工效率和加工精度，且在车加工只需一人操作，节约了人工，减小了用电和人工成本，且将一端较薄一端较厚的梯形坯料冷压成形，冷压成形后较薄的部分形后增厚，可满足标准要求，且加工余量减小，提高了车加工效率。
可选的，将待压制坯件的底端套设在所述凸模的凸出部的外侧之前，还包括：
轧制多倍尺扁钢条料，所述多倍尺扁钢条料沿厚度方向的切面为梯形(如图3所示)；
采用冲床对所述多倍尺扁钢条料按照预定尺寸进行切断，获得预定尺寸扁钢条料；
将所述预定尺寸扁钢条料进行卷制，获得卷制后坯料；
对所述卷制后坯料进行对口，并将对口处采用闪光对焊机进行焊接，获得焊接后坯料；
对所述焊接后坯料进行铣削加工，获得待压制坯件。
其中，闪光对焊是采用自主研发设计制作的闪光对焊机进行焊接，焊接质量经超声波探伤仪检测符合NB/T47013.3-2015标准Ⅱ级要求。且使用自主设计专用梯形扁钢，冷压成形后梯形扁钢薄的部分冷压成形后增厚，可满足标准要求，且加工余量减小，可提高车加工效率。
其中，控制所述凹模下压至所述凸出部全部伸入所述凹模的凹槽，使得所述凸出部外侧的待压制坯件被压制成预定形状之后，还可以对预定形状的坯件进行车加工。
此时，采用专用梯形截面扁钢代替钢板或普通扁钢，材料利用率可达97％；通过多倍尺轧制、切断、卷制、对口点焊、闪光对焊、铣焊缝、冷压成形、车加工等工序获得了精度较高的车轮挡圈。
可选的，所述轧制多倍尺扁钢条料的步骤包括：
采用微机控制的短应力轧机轧制多倍尺扁钢条料，并对轧制后的多倍尺扁钢条料采用高压水除磷。
此时，采用微机控制的短应力轧机轧制多倍尺专用扁钢条料，轧制精度高，采用高压水除磷，表面质量好。
可选的，所述将所述预定尺寸扁钢条料进行卷制的步骤包括：
采用预制卷辊，将所述预定尺寸扁钢条料进行卷制。
此时，采用预制专用卷辊，将预定尺寸扁钢条料进行卷制，平面卷制在内侧。
所述对所述卷制后坯料进行对口点焊步骤包括：
采用预制气动对口机对所述卷制后坯料进行对口点焊。
此时，采用预制气动对口机对卷制后坯料进行对口，提高了对口精度。
所述对所述焊接后坯料进行铣削加工的步骤包括：
采用预制铣渣刀具对所述焊接后坯料进行铣削加工。
此时，铣焊缝采用针对梯形截面形状设计的预制专用铣渣刀具对焊接后坯料的焊渣进行铣削加工，改善了加工效果。
本发明实施例提供了专用车轮挡圈冷压模具，冷压成形前先将坯件厚的一端向下套设在凸模的凸出部外侧，坯件外侧成圆锥形，凹模的开口处设有倒角，压制时坯件易进入模具内，凹模下压使坯件先进行收口变形，后进行成形。成形后坯件的尺寸精度达到GB/T2883-2015标准要求。车加工采用一人同时操作2台数控机床分别加工内孔和端面，配备专用液压卡盘夹具；节约了人工和提高加工效率，从而减少了用电、人工成本，该设备组合只需一人操作，加工效率可提高50％。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。固定连接可以为焊接、螺纹连接和加紧等常见技术方案。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种车轮挡圈冷压模具，其特征在于，包括：
凸模，所述凸模的顶端设置一凸出部，待压制坯件的底端套设在所述凸出部的外侧，其中所述待压制坯件的底端的侧壁厚度大于所述待压制坯件的顶端的侧壁厚度；
凹模，所述凹模的底端设置一凹槽，所述凸出部可全部伸入所述凹槽，且所述凸出部全部伸入所述凹槽后，所述凸出部外侧的待压制坯件被压制成预定形状。
2.根据权利要求1所述的车轮挡圈冷压模具，其特征在于，所述凹槽的开口处设有倒角。
3.根据权利要求1所述的车轮挡圈冷压模具，其特征在于，所述凹槽的底部与所述凹槽的侧壁的连接处形成第一圆弧曲面；
所述凸出部的顶部与所述凸出部的侧壁的连接处形成第二圆弧曲面。
4.根据权利要求3所述的车轮挡圈冷压模具，其特征在于，所述预定形状包括所述待压制坯件的顶端向内侧弯折，且弯折部分与所述待压制坯件的底端之间形成圆弧过渡区域。
5.根据权利要求4所述的车轮挡圈冷压模具，其特征在于，所述圆弧过渡区域的外侧弧度与所述第一圆弧曲面的弧度相同，所述圆弧过渡区域的内侧弧度与所述第二圆弧曲面的弧度相同。
6.根据权利要求1所述的车轮挡圈冷压模具，其特征在于，还包括：
底板和固定板，所述凸模的底端通过所述固定板固定在所述底板上。
7.根据权利要求1所述的车轮挡圈冷压模具，其特征在于，还包括：
上模板，所述凹模的顶端固定在所述上模板上。
8.一种使用如权利要求1至7中任一项所述的车轮挡圈冷压模具加工车轮挡圈的方法，其特征在于，包括：
将待压制坯件的底端套设在所述凸模的凸出部的外侧；
控制所述凹模下压至所述凸出部全部伸入所述凹模的凹槽，使得所述凸出部外侧的待压制坯件被压制成预定形状。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述将待压制坯件的底端套设在所述凸模的凸出部的外侧之前，还包括：
轧制多倍尺扁钢条料，所述多倍尺扁钢条料沿厚度方向的切面为梯形；
采用冲床对所述多倍尺扁钢条料按照预定尺寸进行切断，获得预定尺寸扁钢条料；
将所述预定尺寸扁钢条料进行卷制，获得卷制后坯料；
对所述卷制后坯料进行对口点焊，并将对口处采用闪光对焊机进行焊接，获得焊接后坯料；
对所述焊接后坯料进行铣削加工，获得待压制坯件。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述轧制多倍尺扁钢条料的步骤包括：
采用微机控制的短应力轧机轧制多倍尺扁钢条料，并对轧制后的多倍尺扁钢条料采用高压水除磷。
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