CN110513464A - 一种多齿高强度旋压皮带轮及成型工艺 - Google Patents

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金建华
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Abstract

本发明一种多齿高强度旋压皮带轮,包括轮辐和轮缘,轮辐的中心一体式设置有凸台,凸台上设置有中心孔,轮缘上一体式设置有V型槽。其制备工艺包括以下步骤:落料冲孔、压斜度、旋压凸台、钻孔、外边缘预旋压成型、外边缘旋压成型、车凸台和钻小孔;毛坯的中心位置采用内孔定位。本发明的多齿高强度旋压皮带轮成型工艺,首先对毛坯的形状做了预先处理,将钢板压成斜面将辐板中间材料铲出旋压成凸台,避免从外径处铲料,材料长距离转移,导致内孔表面产生裂纹。采用内孔定心,材料向上流动旋压过程中不会出现裂痕、褶皱,加工后材料机械性能更好,产品配合后压脱力提高。此旋压工艺生产出的皮带轮强度强,表面组织致密耐磨性好,成品件的机械性能能得到明显的提高。

Description

一种多齿高强度旋压皮带轮及成型工艺
技术领域
本发明属于传动装置技术领域,具体涉及一种多齿高强度旋压皮带轮及成型工艺。
背景技术
目前柴油机上高强度水泵上使用的皮带轮,因皮带轮直径小并且带轮中间内孔有凸台,产品旋压和冲压加工困难,产品要求精度高,大多锻造毛坯再切削加工而成,材料用料多,重量重, 加工成本高,劳动强度大,生产效率低。轴头采用多次拉伸方式,材产硬化严重,轴头圆角处容易断裂。
多齿皮带轮作为重要的机械传动部件,应用于发动装置上。目前市场上使用的此类皮带轮,主要有以下两种方式加工工艺。一种是采用锻打后加工的,此加工方法导致材料消耗较大,皮带轮的重量较重,且槽表面的光洁度不理想。另外一种是皮带轮各部件通过焊接形成一体,强度低,转动惯量大,使用时容易断裂。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明设计的目的在于提供一种多齿高强度旋压皮带轮及成型工艺。
本发明通过以下技术方案加以实现:
所述的一种多齿高强度旋压皮带轮,其特征在于包括一体式设置的轮辐和轮缘,所述轮辐的中心一体式设置有凸台,所述凸台上设置有中心孔,所述轮缘上一体式设置有V型槽。
所述的一种多齿高强度旋压皮带轮,其特征在于所述轮辐上设置有直径为10mm深度为2mm的平底孔。
所述的一种多齿高强度旋压皮带轮,其特征在于所述V型槽的槽角为40º±1º,凸台的高度为12.85±0.15mm。
所述的一种多齿高强度旋压皮带轮的成型工艺,其特征在于包括以下步骤:
1)落料冲孔:将热轧钢板放置在冲床上,在冲床上安装落料冲孔模具对热压钢板进行冲裁,冲裁后得到带中心内孔的预制毛坯;
2)压斜度:在1000KN液压机上安装压斜度模具,将步骤1)制得的预制毛坯外边缘部分成型,得预制边缘斜度毛坯;将钢板压成斜面,将辐板中间材料铲出旋压成凸台,避免从外径处铲料,材料长距离转移,导致内孔表面产生裂纹。
3)铲旋成凸台:在旋压机上的轮架上安装结构相同的挤压旋轮一和挤压旋轮二,上模具的尖部顶住边缘斜度毛坯中心,下模具压在边缘斜度毛坯的下表面,上、下模具一起将边缘斜度毛坯定位夹紧住,根据预先设计的加工尺寸,将中心内孔外边缘平面材料通过铲旋挤推堆积到中间,使挤压旋轮一的轴向中心、挤压旋轮二的轴向中心与主轴的轴向中心成一定角度摆置,挤压旋轮一的工作面和挤压旋轮二的工作面同时与边缘斜度毛坯的平面先后相接触,旋压机的主轴旋转,带动芯模模具和边缘斜度毛坯旋转,将预成型旋轮旋转并水平进给将预成型部分旋压,得带凸台旋压半成品;在旋压进给的过程中要一直进行喷射切削液,对挤压轮和毛坯进行冷却;
4) 钻孔:在钻床上装夹住带凸台旋压半成品进行加工,得中心孔的一级半成品;
5)外边缘预旋压成型:在旋压机上安装预成型一旋轮、预成型二旋轮,使预成型一旋轮的工作面、预成型二旋轮的工作面、分别与一级半成品的预成型部分先后相接触,旋压机的主轴旋转,带动芯模模具和一级半成品旋转,将预成型旋轮一旋转并水平运动地将预成型部分塑性旋压,材料从侧面流向竖直方向,紧接着预成型二旋轮水平运动地将预成型一部分旋压,形成的成型部分,得旋压二级半成品;
6)外边缘旋压成型:在旋压机上安装成型一旋轮、成型二旋轮和精整成型旋轮,使成型一旋轮的工作面、成型二旋轮的工作面和成型旋轮的工作面、分别与二级半成品的预成型部分先后相接触,旋压机的主轴旋转,带动芯模模具和二级半成品旋转,将成型旋轮旋转并水平运动地将预成型部分旋压,紧接着成型二旋轮和精整成型旋轮旋转依次并水平运动地将预成型一部分旋压,形成最终的成型部分,得旋压成品;
7)车凸台和钻平底孔:在数控车床夹持齿槽处,车削凸台的外圆面和凸台的内孔;之后用平底钻头加工平面上的平底孔。
所述的一种多齿高强度旋压皮带轮的成型工艺,其特征在于步骤2)中边缘斜度毛坯其边缘圆周面为圆锥形。
所述的一种多齿高强度旋压皮带轮的成型工艺,其特征在于精整成型旋轮的工作面上的齿形中心线与成型旋轮的中心轴线相垂直。
所述的一种多齿高强度旋压皮带轮的成型工艺,其特征在于在旋轮旋压过程中,随着旋轮的水平进给,毛坯沿着挤压旋轮和上下模具之间的间隙从外向内、从低向高流动并将间隙处堆积填满,形成凸台成型部分。
所述的一种多齿高强度旋压皮带轮成型工艺,其特征在于预制毛坯的中间位置采用内孔定位。
本发明旋压工艺,首先对毛坯的形状做了预先处理,将钢板压成斜面将辐板中间材料铲出旋压成凸台,避免从外径处铲料,材料长距离转移,导致内孔表面产生裂纹。压下毛坯的部分外边缘,采用中心孔定位,材料向上流动旋压过程中不会出现裂痕、褶皱;同时采用此旋压工艺,产品的中孔同轴承压脱力大,使得其寿命更长。此旋压工艺生产得到产品强度好,表面质量好,成品件的机械性能得到明显的提高,经过后续的机加工后,产品的尺寸能获得较高精度,产品的外观要求能得到满足。
附图说明
图1为本发明产品结构示意图;
图2为本发明旋压成形工艺落料冲孔过程结构示意图;
图3为本发明旋压成形工艺压斜度工序的示意图;
图4为本发明旋压成形工艺旋压凸台工序的示意图;
图5为本发明旋压成型工艺钻孔工序的示意图;
图6为本发明旋压成型工艺外边缘预旋压工序的示意图;
图7为本发明旋压成型工艺外边缘旋压工序的示意图;
图8为本发明旋压成型工艺车凸台和钻平底孔的示意图;
图中,1-轮辐,2-轮缘,3-凸台,4-中心孔,5-V形槽,6-平底孔,11-中心内孔,12-预制毛坯外边缘,31-挤压旋轮一,32-挤压旋轮二,51-预成型一旋轮,52-预成型二旋轮,61-成型一旋轮,62-成型二旋轮,63-精整成型旋轮。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明做进一步详细描述并给出具体实施方式。
如图1所示,本发明一种多齿高强度旋压皮带轮,包括一体式设置的轮辐和轮缘,轮辐的中心一体式设置有凸台,凸台上设置有中心孔,轮缘上一体式设置有V型槽。其中,轮辐上设置有直径为10mm深度为2mm的平底孔,V型槽的槽角为40º±1º,凸台的高度为12.85±0.15mm。
一种多齿高强度旋压皮带轮成型工艺,如附图2所示,为带中心内孔的圆形钢板毛坯,对毛坯边缘进行压斜度,后续能让材料可以更好的流动,预先进行的结构处理,得到附图3所示的形状。
采用中心内孔定位,在旋压凸台过程中不会出现裂痕、褶皱等缺陷。旋压机上装芯模模具,将压斜度得到的毛坯装在芯模模具上,在旋压机上左右二个旋轮工位上各自安装挤压一旋轮、挤压二旋轮;挤压一旋轮和挤压二旋轮是相同的,挤压一旋轮的中心轴线与芯模模具成一定角度的,如附图4所示,通过旋压机的主轴旋转,带动芯模模具和毛坯一起旋转,让挤压一旋轮的工作面、挤压二旋轮的工作面同时与毛坯的上平面至外朝内按一定速度进行旋转并水平运动挤压,挤压充分后退出,得到旋压凸台半成品。
如附图5所示,在钻床上加工单一中孔。
如附图6所示,在旋压机上安装预成型一旋轮和预成型二旋轮,使预成型一旋轮的工作面、预成型二旋轮的工作面、分别与一级半成品的预成型部分先后相接触,旋压机的主轴旋转,带动芯模模具和一级半成品旋转,将预成型一旋轮旋转并水平运动地将预成型部分向下挤压,紧接着预成型二旋轮旋转并水平运动地将预成型一部分旋压,形成最终的预成型部分,得二级半成品,二级半成品折叠内侧无夹缝。
如附图7所示,在旋压机上安装成型一旋轮、成型二旋轮和精整成型旋轮,使成型一旋轮的工作面、成型二旋轮的工作面、分别与所述旋压二级半成品的预成型部分先后相接触,旋压机的主轴旋转,动芯模模具和一级半成品旋转,将预成型旋轮旋转并水平运动地将预成型部分旋压,紧接着预成型二旋轮和成型旋轮旋转依次并水平运动地将预成型一部分旋压,形成最终的成型部分,得旋压成品。
如附图8所示,在数控车床上加工凸台和内孔,在大平面上钻一平底孔;精整成型旋轮的工作面上的中心线与精整成型旋轮的中心轴线相垂直;成型二旋轮的工作面与精整成型旋轮的工作面类似,区别就在齿角度较大。

Claims (8)

1.一种多齿高强度旋压皮带轮,其特征在于包括一体式设置的轮辐(1)和轮缘(2),所述轮辐(1)的中心一体式设置有凸台(3),所述凸台(3)上设置有中心孔(4),所述轮缘(2)上一体式设置有V型槽(5)。
2.如权利要求1所述的一种多齿高强度旋压皮带轮,其特征在于所述轮辐(1)上设置有直径为10mm深度为2mm的平底孔(6)。
3.如权利要求1所述的一种多齿高强度旋压皮带轮,其特征在于所述V型槽(5)的槽角为40º±1º,凸台(3)的高度为12.85±0.15mm。
4.权利要求1所述的一种多齿高强度旋压皮带轮的成型工艺,其特征在于包括以下步骤:
1)落料冲孔:将热轧钢板放置在冲床上,在冲床上安装落料冲孔模具对热压钢板进行冲裁,冲裁后得到带中心内孔(11)的预制毛坯;
2)压斜度:在1000KN液压机上安装压斜度模具,将步骤1)制得的预制毛坯外边缘(12)部分成型,得预制边缘斜度毛坯;
3)铲旋成凸台:在旋压机上的轮架上安装结构相同的挤压旋轮一(31)和挤压旋轮二(32),上模具的尖部顶住边缘斜度毛坯中心,下模具压在边缘斜度毛坯的下表面,上、下模具一起将边缘斜度毛坯定位夹紧住,根据预先设计的加工尺寸,将中心内孔外边缘平面材料通过铲旋挤推堆积到中间,使挤压旋轮一(31)的轴向中心、挤压旋轮二(32)的轴向中心与主轴的轴向中心成一定角度摆置,挤压旋轮一(31)的工作面和挤压旋轮二(32)的工作面同时与边缘斜度毛坯的平面先后相接触,旋压机的主轴旋转,带动芯模模具和边缘斜度毛坯旋转,将预成型旋轮旋转并水平进给将预成型部分旋压,得带凸台旋压半成品;在旋压进给的过程中要一直进行喷射切削液,对挤压轮和毛坯进行冷却;
4)钻孔:在钻床上装夹住带凸台旋压半成品进行加工,得中心孔的一级半成品;
5)外边缘预旋压成型:在旋压机上安装预成型一旋轮(51)、预成型二旋轮(52),使预成型一旋轮(51)的工作面、预成型二旋轮(52)的工作面、分别与一级半成品的预成型部分先后相接触,旋压机的主轴旋转,带动芯模模具和一级半成品旋转,将预成型一旋轮(51)旋转并水平运动地将预成型部分塑性旋压,材料从侧面流向竖直方向,紧接着预成型二旋轮(52)水平运动地将预成型一部分旋压,形成的成型部分,得旋压二级半成品;
6)外边缘旋压成型:在旋压机上安装成型一旋轮(61)、成型二旋轮(62)和精整成型旋轮(63),使成型一旋轮(61)的工作面、成型二旋轮(62)的工作面和成型旋轮的工作面、分别与二级半成品的预成型部分先后相接触,旋压机的主轴旋转,带动芯模模具和二级半成品旋转,将成型旋轮旋转并水平运动地将预成型部分旋压,紧接着成型二旋轮(62)和精整成型旋轮(63)旋转依次并水平运动地将预成型一部分旋压,形成最终的成型部分,得旋压成品;
7)车凸台和钻平底孔:在数控车床夹持齿槽处,车削凸台(3)的外圆面和凸台(3)的内孔;之后用平底钻头加工平面上的平底孔(6)。
5.如权利要求4所述的一种多齿高强度旋压皮带轮的成型工艺,其特征在于步骤2)中边缘斜度毛坯其边缘圆周面为圆锥形。
6.如权利要求4所述的一种多齿高强度旋压皮带轮的成型工艺,其特征在于精整成型旋轮(63)的工作面上的齿形中心线与成型旋轮的中心轴线相垂直。
7.如权利要求4所述的一种多齿高强度旋压皮带轮的成型工艺,其特征在于在旋轮旋压过程中,随着旋轮的水平进给,毛坯沿着挤压旋轮和上下模具之间的间隙从外向内、从低向高流动并将间隙处堆积填满,形成凸台成型部分。
8.如权利要求4所述的一种多齿高强度旋压皮带轮成型工艺,其特征在于预制毛坯的中间位置采用内孔定位。
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