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2.轮辋俗称轮圈,是在车轮上周边安装和支撑轮胎的部件,与轮辐组成车轮。轮辋的常见形式主要有两种:深槽轮辋和平底轮辋。对于深槽轮辋,这种轮辋是整体的,其断面中部为一深凹槽。它有带肩的凸缘,用以安放外胎的胎圈,其肩部通常略向中间倾斜,倾斜部分的最大直径即称为轮胎胎圈与轮辋的着合直径。断面的中部制成深凹槽,以便于外胎的拆装。深槽轮辋的结构简单、刚度大、质量较小,对于小尺寸弹性较大的轮胎最适宜。
3.传统上,制造轮辋的胚料可以通过扩口-滚形-扩张等工序成型。在加工过程中,胚料的厚度将变薄,特别是轮辋的弯折处等受力面变薄更加严重,使得轮辋的使用寿命大打折扣。
4.随着农用机械设备的重量逐渐增加,对轮辋的结构强度和支撑能力提出了更高的要求,传统的轮辋制造工艺难以满足相关要求。
5.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中传统轮辋制造工艺使得胚料变薄不利于提高使用寿命的上述缺陷,提供一种轮辋制作方法和轮辋。
9.s20:所述立式锻造滚型机的凸模沿所述轮辋筒料的轴向压紧所述轮辋筒料;
11.s40:所述立式锻造滚型机的侧轧辊沿所述轮辋筒料的径向进给,以自所述轮辋筒料外侧面对所述轮辋筒料施加冷轧锻造变形力;所述轮辋具有圆角段及平直段,所述侧轧辊抵住所述圆角段时的进给量小于所述侧轧辊抵住所述平直段的进给量。
12.在本方案中,通过采用以上方法,通过将轮辋筒料设于相配合的凹模和凸模之间,并利用侧轧辊对轮辋筒料施加冷轧锻造变形力,从而能够将轮辋筒料滚压成型,能够整体上提高轮辋的结构强度。通过侧轧辊对圆角段和平直段设置不同的进给量,使得圆角段的厚度大于平直段的厚度,进而能够有效地避免在圆角段发生断裂,能够有效地提高轮辋危险断面的使用寿命。
13.较佳地,所述凹模与所述轮辋筒料之间具有模腔间隙,所述圆角段处的模腔间隙大于所述平直段的模腔间隙。
14.在本方案中,通过采用以上方法,圆角段处的模腔间隙大于平直段的模腔间隙,使得平直段的材料能够向圆角段移动,从而能够进一步提高圆角段的厚度,能够有效地避免在圆角段发生断裂,能够有效地提高轮辋危险断面的使用寿命。
15.较佳地,所述侧轧辊的抵压头能够自转,所述抵压头自转的速度与所述轮辋筒料转动的速度相匹配。
16.在本方案中,通过采用以上方法,自转的抵压头能够降低侧轧辊与轮辋筒料之间的摩擦力,使得侧轧辊更加均匀、流畅地对轮辋筒料施加冷轧锻造变形力,能够提高轮辋的整体力学性能。
18.较佳地,所述立式锻造滚型机具有三个侧轧辊,三个所述侧轧辊沿所述轮辋筒料的周向均布设置,三个所述侧轧辊同步作用于所述轮辋筒料。
19.在本方案中,通过采用以上方法,利用均布的侧轧辊,能够更加均匀地轮辋筒料施加冷轧锻造变形力,能够提高轮辋的整体力学性能。
20.较佳地,所述凹模和/或所述凸模同步转动,以驱动所述轮辋筒料转动。
23.和/或,所述侧轧辊沿所述轮辋筒料的轴向的移动速度与所述轮辋的规格相关。
24.较佳地,步骤s10之前还顺次包括:下条料、打标识、卷圆、对焊、刮渣、复圆,以制作成轮辋筒料;
28.采用以上方法制造轮辋,使得轮辋的平直段的厚度减薄、圆角段的厚度变厚,从而能够提高轮辋的力学性能,能够提高轮辋的使用寿命。
29.在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本发明各较佳实例。
31.本发明通过将轮辋筒料设于相配合的凹模和凸模之间,并利用侧轧辊对轮辋筒料施加冷轧锻造变形力,从而能够将轮辋筒料滚压成型,能够整体上提高轮辋的结构强度。通过侧轧辊对圆角段和平直段设置不同的进给量,使得圆角段的厚度大于平直段的厚度,进而能够有效地避免在圆角段发生断裂,能够有效地提高轮辋危险断面的使用寿命。
35.图4为采用本发明较佳实施例的轮辋制作方法制成的轮辋局部的结构示意图。
52.下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明,但并不因此将本发明限制在实施例的范围之中。
53.如图1至图4所示,本实施例为一种轮辋制作方法,轮辋制作方法包括:
55.s20:立式锻造滚型机100的凸模20沿轮辋筒料的轴向压紧轮辋筒料;
57.s40:立式锻造滚型机100的侧轧辊19沿轮辋筒料的径向进给,以自轮辋筒料外侧面对轮辋筒料施加冷轧锻造变形力;轮辋300具有圆角段31及平直段32,侧轧辊19抵住圆角段31时的进给量小于侧轧辊19抵住平直段32时的进给量。
58.通过将轮辋筒料设于相配合的凹模21和凸模20之间,并利用侧轧辊19对轮辋筒料施加冷轧锻造变形力,从而能够将轮辋筒料滚压成型,能够整体上提高轮辋300的结构强度。通过侧轧辊19对圆角段31和平直段32设置不同的进给量,使得圆角段31的厚度大于平直段32的厚度,进而能够有效地避免在圆角段31发生断裂,能够有效地提高轮辋300危险断面的使用寿命。
59.如图2及图3所示,立式锻造滚型机100也叫六柱万吨锻造滚型机。六柱万吨锻造滚型机机身的圆心与六柱的中心连线形成六个等边三角形高强度机身组合,可以承受万吨组合锻造。
60.本实施例的轮辋制作方法是国内首创和之前没有的生产、制造方法。轮辋制作方法集中冷轧成型。
61.目前国内外车轮生产均采用卧式冷轧滚形机。70-80年代一汽引进德国生产线,上海引进美国生产线。三台冷轧变形机完成轮辋成型。传统方式只能将材料弯曲拉伸变形冷轧成形车轮轮辋。70-80年代进口基本没有变化。上海宝钢车轮后来引进美国亥斯车轮生产线与普弘车轮生产线,一直使用至今,给大众、通用配套车轮。国内出引进外,均是落后的本土设备!本实施例主要采用立式锻造滚型机,将三序滚形改成一台设备一次成形,减少上下料,三序同时成形,通过挤压锻打,提高轮辋强度,形成圆周万吨锻造力,三序侧滚轮压力每度20吨,圆周360度。20吨*360度=7200吨。三侧滚同时冷轧7200吨*3=21600吨。冷轧一圈
受力21600吨。由于立式锻造滚形机100强制受力变形轮辋直径由大变小,材料增厚强度提升,刚性增加,比传统可提升30%-50%,这样有利于车轮轻量化。
62.本实施例采用模腔成形不等厚方法,使凹模间尺寸间隙加大0.5-0.6,即r变小,增加危险断面处r从等厚为不等厚,r10延伸r7-r6,在凸轮冷轧时,此处间隙将增厚材料在挤压时向间隙内移动而增厚,使危险断面强度提高,从车轮轮辋转鼓试验得知可增加30%,达到同样强度材料可减少15-20%。即强度提高、材料减重。车轮轮辐板同样原理,可以提高强度可以减重。
63.本实施例的轮辋制作方法是国内首创、集中冷轧成形,并且是国内没有的生产、制造方法。
64.凹模21与轮辋筒料之间具有模腔间隙,圆角段31处的模腔间隙大于平直段32的模腔间隙金年会。圆角段31处的模腔间隙大于平直段32的模腔间隙,使得平直段32的材料能够向圆角段31移动,从而能够进一步提高圆角段31的厚度,能够有效地避免在圆角段31发生断裂,能够有效地提高轮辋300危险断面的使用寿命。
66.的速度相匹配。自转的抵压头能够降低侧轧辊19与轮辋筒料之间的摩擦力,使得侧轧辊19更加均匀、流畅地对轮辋筒料施加冷轧锻造变形力,能够提高轮辋300的整体力学性能。
67.侧轧辊19沿轮辋筒料的轴向向上或向下摆动。立式锻造滚型机100具有三个侧轧辊19,三个侧轧辊19沿轮辋筒料的周向均布设置,三个侧轧辊19同步作用于轮辋筒料。利用均布的侧轧辊19,能够更加均匀地轮辋筒料施加冷轧锻造变形力,能够提高轮辋300的整体力学性能。
72.步骤s10之前还顺次还可以包括:下条料金年会、打标识、卷圆、对焊、刮渣、复圆,以制作成轮辋筒料;
73.步骤s40之后还顺次还可以包括:整形、充气孔、清理,以制成轮辋300。
74.如图4所示,本实施例还可以为一种轮辋300,轮辋300采用如上的轮辋制作方法制作。采用以上方法制造轮辋300,使得轮辋300的平直段32的厚度减薄、圆角段31的厚度变厚,从而能够提高轮辋300的力学性能,能够提高轮辋300的使用寿命。
75.如图2-图3所示,立式锻造滚型机100具体可以包括上梁11、底座12、底座支架13、立柱14、下传动总成15、副油缸总成16、滑块17、上压头总成18、侧轧辊19等部件。
76.具体而言,下传动总成15的轴心与立式锻造滚型机100的轴心重合。上压头总成18的轴心与立式锻造滚型机100的轴心重合。侧轧辊19以立式锻造滚型机100的轴心为中心在一圆周上均匀间隔布置。
77.上压头总成进给机构可以与上压头总成18连接,以驱动上压头总成18在轴向方向上进给。
78.下压头总成动力机构可以与下传动总成15和上压头总成18连接,驱动下传动总成
79.侧轧辊进给机构可以与各侧轧辊19连接,以驱动侧轧辊19在圆周的径向方向上进给。
80.侧轧辊动力机构可以与侧轧辊19连接,以驱动侧轧辊19绕着其各自的轴心转动。
81.凸模20可以与上压头总成18固定连接。凹模21可以与下传动总成15固定连接。
84.(2)控制上压头总成18进给机构带动上压头总成18沿着立式锻造滚型机100的轴向方向向靠近待加工工件的方向进给,直至凸模20压紧轮辋筒料;
85.(3)控制下传动总成15和上压头总成动力机构带动下传动总成15和上压头总成18同步转动,因此凸模20、凹模21以及轮辋筒料也相应转动;
86.(4)控制侧轧辊进给机构驱动侧轧辊19沿着圆周的径向方向朝着待加工工件水平进给,从而向轮辋筒料施加冷轧锻造变形力,在侧轧辊19向轮辋筒料施加变形力的同时,控制侧轧辊动力机构驱动侧轧辊19随动旋转。
87.需要说明的是,上压头总成18和下传动总成15的转速是可调且可变的。同样,侧轧辊19的进给速度和转速也是可调和可变的,这些速度因待加工材料的硬度、厚度和变形方式的不同而不同。因此整个轮辋300滚型过程并非是匀速过程,而是变速过程,从而使材料在滚型过程中依次发生弹性形变和塑性形变,完成最终的变形,以减少反弹。
88.本实施例中的立式锻造滚型机100也是六柱立式冷轧锻造滚型机,该六柱立式冷轧锻造滚型机用于对各种车轮轮辋300进行滚型加工,其能对车轮轮辋300进行冷轧成型。该六柱立式冷轧锻造滚型机结构稳定,在滚型过程中施力均匀,能够保证滚型的精度和效率。
89.在原有形状位置不变的情况下,通过改变上下凹模21的圆角段31由大变小,使圆角段31处的模腔间隙变大,通过侧轧辊19在冷轧锻造时将材料挤压至模腔间隙位置,从而使轮辋300的圆角段31处增厚,能够有效地提高轮辋300的圆角段31的强度,也就是装腔处的强度,进而能够提高轮辋300及包括该轮辋300的车轮的纵向强度和疲劳寿命,提高的量的范围可以达到50%-80%。
90.只有在立式冷轧滚型机上才能实现,立式冷轧滚型机是强制冷轧锻造在有限制位置中成形,而传统的欧式冷轧成形是在放松状态弯曲拉伸变形,没有360
限制位置,欧式冷轧的限制只有一点。传统成形中的上侧模不变,下侧模上行,工件在下侧模上逐步弯曲变形,工件的周边没有位置限制,工件成形时会在上侧模和下侧模的一条线的位置中变形。美国设备可以调整轮辋300的前后直径,国产滚形机轮辋300成形大小都不能调整,国产的通常比较设备简单。
91.然而,本实施例地的立式冷轧滚型机完成冷轧锻造滚形机是强制将轮辋300限制在凸模20、凹模21中,强制在三个周向120
排列排列的侧轧辊19中逐步进行小圆弧冷轧锻造变形,而不是一条线无限制变形,从而能够使轮辋300的变形大小精确控制在有限的范围内,特别是控制材料厚薄变形,能够向等强度车圈发展,也就是根据变形受力需要而改变轮辋300的强度适应金年会。
92.本实施例通过将轮辋筒料放在立式冷轧滚型机上成形,立式冷轧滚型机有一付中
心住轧辊,中心住轧辊的尺寸接近产品内径。立式冷轧滚型机的外侧设有三付120
均布排的成形侧轧辊19。侧轧辊19主动压在轮辋筒料的外圈上,轮辋筒料逐步成形。由于内、外的作用力,使轮辋筒料逐步变形,并逐步形成轮辋300的断面形状。由于凹模21、凸模20的模腔间隙不同,从而使轮辋300的危险断面根据受力不同而形成厚薄不同的截面,进而达到不等厚轮辋300和高强度轮辋300的不同强度要求。
93.然而,传统的卧式轮辋冷轧滚形机不能使轮辋300的断面增厚,冷轧滚形中只能使轮辋300圆角段31变形拉伸变薄,有的圆角段31变形减薄很严重。传统的冷轧变形只能对轮辋筒料进行拉伸变形,无法对轮辋筒料进行挤压锻打变形。传统轮辋筒料的变形只能使轮辋300越滚越大。然而,本实施例中的立式冷轧滚型机强制三工位冷轧锻造成形,使轮辋300在冷轧中向中心缩小,将所有材料推向中心,使材料周长变短,材料本身增厚。
94.本实施例通过将传统的冷轧拉伸变形,改变成立式冷轧滚型机三工位推挤压成形,形成危险断面增厚,危险圆角段31处增厚,能够增加轮胎的咬合力,能够增加轮辋300的使用寿命。轮辋300的圆角段31处于其寿命的危险处,增厚圆角段31将有利于提高轮辋300的危险断面的使用寿命,圆角段31的厚度与轮辋300的寿命成正比关系,圆角段31越增厚,轮辋300的寿命越长。
95.虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,这仅是举例说明,本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式做出多种变更或修改,但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
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