一種引導輪輪體的生產工藝的製作方法
2023-06-08 01:18:16
一種引導輪輪體的生產工藝的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種履帶零部件的生產工藝，尤其是一種履帶用引導輪輪體的生產工藝，一種引導輪輪體的生產工藝，包括製作輪緣、製作輪轂、製作幅板、製作筋條、焊接輪體、熱處理及精加工等步驟，本發明的生產工藝將傳統一體鑄造的引導輪輪體分割為輪緣、輪轂、幅板和筋條，各個部分分別製作再通過焊接連接在一起，這樣，引導輪輪體可以根據各個部分的實際受力情況選擇相應的材料，而不需要都採用成本較高的合金鋼，使得整個引導輪輪體成本較低；採用鍛造和衝剪代替傳統的鑄造，沒有壁厚不均勻的問題，且成型後的材料密度較大，更加耐磨。
【專利說明】一種引導輪輪體的生產工藝
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種履帶零部件的生產工藝，尤其是一種履帶用引導輪輪體的生產工 藝。
【背景技術】
[0002] 履帶式挖掘機在基礎設施、水利工程、公路鋪設等領域已經得到了廣泛的應用，而 履帶式挖掘機的行走機構包括底盤和設於底盤上的履帶板、鏈條、引導輪等組件，其中引導 輪的作用是對鏈條行走起到導向作用。目前市場上的引導輪輪體一般都採用合金鋼鑄造而 成，整個輪體的材料是一樣的，而實際使用中輪體的受力主要集中在兩側的肩部位置，造成 了材料的浪費，此外，採用鑄造的方式生產的引導輪，其壁厚不均勻，壁厚較薄處容易產生 開裂現象。
[0003] 中國發明專利ZL200810070734. 1公開了一種引導輪生產方法，包括如下步驟：切 取定量的鋼坯並加熱至ll〇〇°C?1300°C然後鍛造成半個引導輪結構的側盤，把兩個側盤 相向設置焊接後，在兩側盤中部開設固定孔，將一固定軸焊接於固定孔中並進行調質處理， 接著在固定孔中開設軸孔及浮封環槽，對工件的工作面進行精加工處理後進行中頻淬火， 最後進行裝配即可製得引導輪。該引導輪生產方法採用鍛造的方法代替傳統的鑄造成型， 避免了壁厚不均勻的問題，同時採用鍛造的方法也使得材料的密度更大，更加耐磨。但是使 用該生產方法，整個引導輪輪體的材料仍然是一樣的，仍然存在浪費材料的問題，此外，該 引導輪輪體的輪轂需要焊接後再加工，工藝較為複雜，仍有進一步改進的空進。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在於提供一種成本較低、力學性能較好且使用壽命較高的引導輪輪 體的生產工藝。
[0005] 為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案：
[0006] 一種引導輪輪體的生產工藝，包括以下步驟：
[0007] S1 :製作輪緣，切取定量的合金結構鋼鋼坯，將其置於加熱爐中加熱至 1150°C-1250°C，然後將其置於碾壓機的成型模具中進行碾壓獲得輪緣，所述輪緣具有兩個 使用時與履帶配合的肩部；
[0008] S2 :製作輪轂，切取定量的優質碳素結構鋼鋼坯，將其置於加熱爐中加熱至 1150°C-1250°C，然後將其置於壓力機的成型模具中進行鍛造獲得半輪轂，所述半輪轂具有 一個焊接面；
[0009] 將所述半輪轂置於車床上進行粗加工，同時在所述半輪轂的所述焊接面一側的邊 緣處開設焊接坡口，該焊接坡口所在的斜面與所述半輪轂的軸線夾角介於25° -35°之 間；
[0010] 將兩個所述半輪轂的所述焊接面對接，並通過所述焊接坡口將兩個所述半輪轂焊 接在一起，獲得輪轂；
[0011] S3:製作幅板，切取定量的熱軋鋼板，將其置於衝床上進行衝剪獲得幅板，所述幅 板中間具有一個與所述輪轂配合的安裝孔以及以所述安裝孔為中心均勻布置的兩個或兩 個以上的筋條孔，所述筋條孔為圓形或方形；
[0012] S4 :製作筋條，切取定量的熱軋鋼板，將其置於衝床上進行衝剪獲得筋條；或者， 切取定量的熱軋鋼棒，將其置於切割機上切割獲得筋條；
[0013] S5:焊接輪體，取一個所述幅板，分別將所述輪轂、所述筋條和所述輪緣的一側焊 接在該幅板的相應位置上，然後再另外取一個所述幅板，將上述輪轂、筋條和輪緣的另一側 焊接在該幅板的相應位置上，形成輪體；
[0014] S6 :熱處理及精加工，將所述輪體進行回火處理，回火溫度為350°C -400°C，回火 時間為4h-6h ;對回火後的所述輪體進行精加工，使其尺寸精度符合設計要求，然後對所 述輪緣的所述肩部進行局部中頻淬火，使所述肩部硬度達到HRC58-62,淬火層深度達到 6mm-8mm，完成引導輪輪體的生產。
[0015] 作為本發明的一種優選，所述合金結構鋼為40Mn2或35鉻鑰合金鋼。
[0016] 作為本發明的一種優選，所述優質碳素結構鋼為45號鋼。
[0017] 作為本發明的一種優選，在步驟S2和步驟S5中所使用的焊接方式是二氧化碳氣 體保護焊。
[0018] 作為本發明的一種優選，所述半輪轂在所述焊接面的一側還具有一個凹槽，兩個 所述半輪轂對接後，兩個所述凹槽形成一個油槽。
[0019] 作為本發明的一種優選，所述熱軋鋼板為低碳鋼鋼板。
[0020] 作為本發明的進一步改進，在步驟S3中所述幅板的衝剪方法包括三個步驟：
[0021] (1)通過衝剪成型模具在衝床上衝剪出所述幅板的外形和所述安裝孔，所述幅板 在所述安裝孔周圍具有一個平面部，在所述平面部周圍具有一個弧面部或斜面部；
[0022] (2)在所述弧面部或所述斜面部上衝剪衝出所述筋條孔；
[0023] (3)在所述安裝孔的開口與所述平面部的結合處開設焊接坡口，在所述弧面部或 所述斜面部與所述輪緣的配合處也開設焊接坡口，上述兩個焊接坡口所在的斜面與所述幅 板的軸線夾角介於25° -35°之間。
[0024] 作為本發明的另一種改進，所述筋條孔為方形，其長度方向為所述幅板的徑向，所 述筋條的橫截面為與所述筋條孔相匹配的方形。
[0025] 作為本發明的再一種改進，所述筋條孔為圓形，其直徑為所述幅板厚度的4-5倍， 所述筋條的橫截面為與所述筋條孔相匹配的圓形。
[0026] 採用上述技術方案，本發明具有以下有益效果：
[0027] 1、本發明的生產工藝將傳統一體鑄造的引導輪輪體分割為輪緣、輪轂、幅板和筋 條，各個部分分別製作再通過焊接連接在一起，這樣，引導輪輪體可以根據各個部分的實際 受力情況選擇相應的材料，而不需要都採用成本較高的合金鋼，使得整個引導輪輪體成本 較低。
[0028] 2、本發明的引導輪輪體上設置有筋條，有效分散了輪緣對幅板的壓力，使得引導 輪輪體的力學性能更好，使用壽命更好。
[0029] 3、本發明的引導輪幅板具有一個弧面部或斜面部，通過弧面部或斜面部可以有效 分散輪緣對輪轂的壓力，提高輪轂的使用壽命。同時由於幅板具有弧度，當其與輪緣和輪轂 焊接在一起後仍存在一定的延展性，可以放置引導輪使用時轉向對輪轂的作用力拉裂焊接 位置。
[0030] 4、本發明採用鍛造和衝剪代替傳統的鑄造，沒有壁厚不均勻的問題，且成型後的 材料密度較大，更加耐磨。
[0031] 5、本發明的輪轂由兩個半輪轂焊接而成，輪轂上的油槽由兩個半輪轂上的凹槽對 接而成，使得油槽的加工更加簡單，同時油槽可以儘可能的做大而不受加工工藝的限制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032] 圖1為本發明引導輪輪體的輪緣結構示意圖；
[0033] 圖2為本發明引導輪輪體的半輪轂結構示意圖；
[0034] 圖3為本發明引導輪輪體的幅板結構示意圖；
[0035] 圖4為本發明引導輪輪體的結構示意圖；
[0036] 圖5為本發明引導輪輪體的剖面圖。
[0037] 圖中對應標示如下：
[0038] 1-輪緣； 11-肩部；
[0039] 2-半輪轂； 21-焊接面；
[0040] 22-焊接坡口； 23-凹槽；
[0041] 3-幅板； 31-安裝孔；
[0042] 32-筋條孔； 33-平面部；
[0043] 34-弧面部； 35-焊接坡口；
[0044] 36-焊接坡口； 4-筋條。
【具體實施方式】
[0045] 下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步的說明。
[0046] 一種引導輪輪體的生產工藝，包括以下步驟：
[0047] S1 :製作輪緣，切取定量的碳素合金結構鋼鋼坯，將其置於加熱爐中加熱至 1150°C-1250°C，然後將其置於碾壓機的成型模具中進行碾壓獲得輪緣，碾壓後的輪緣具有 較高的緻密度，且壁厚較為均勻。碾壓機的成型模具上具有與輪緣形狀相對應的模腔。具體 的碳素合金結構鋼型號可以根據需要進行選擇，在本實施例中選用的合金結構鋼為40Mn2， 對於用於直徑較大的引導輪輪體，由於其主要用於大型設備，需要承載的壓力更大，此處的 合金結構鋼優選為35鉻鑰合金鋼。如圖1所示，輪緣1具有兩個使用時與履帶配合的肩部 11。
[0048] S2 :製作輪轂，切取定量的優質碳素結構鋼鋼坯，將其置於加熱爐中加熱至 1150°C-1250°C，然後將其置於壓力機的成型模具中進行鍛造獲得半輪轂，壓力機的成型模 具上具有與一半的輪轂形狀相對應的模腔。由於輪轂並不需要具有輪緣那麼高的耐磨性， 本步驟中輪轂採用的材料是與輪緣不同的優質碳素結構鋼，優質碳素結構鋼即含碳小於 0. 8%的碳素鋼，這種鋼中所含的硫、磷及非金屬夾雜物比一般的碳素結構鋼少，機械性能 較為優良，具體的優質碳素結構鋼型號可以根據需要進行選擇，在本實施例中選用的碳素 結構鋼為45號鋼。如圖2所示，半輪轂2具有一個焊接面21和與焊接面21位於同一側的 凹槽23。
[0049] 獲得半輪轂2後，將半輪轂2置於車床上進行粗加工，由於半輪轂2為迴轉體，粗 加工採用的是車削加工，粗加工時在半輪轂2上留有單邊的餘量，以便進行精加 工，由於粗加工留有餘量，加工時的車削速度可以儘可能加快。先粗加工的目的是為了便於 後續焊接時進行定位，提商焊接的精度，由於焊接可能廣生變形，因此不能將精加工和粗加 工一併進行；同時在半輪轂2的焊接面21 -側的邊緣處開設焊接坡口 22,該焊接坡口所在 的斜面與半輪轂2的軸線夾角介於25° -35°之間，優選為30°。
[0050] 之後將兩個半輪轂2的焊接面21相向對接，對接後兩個凹槽23形成一個油槽，然 後通過焊接坡口 22將兩個半輪轂2焊接在一起，最好採用二氧化碳氣體保護焊進行焊接， 焊接後獲得輪轂。由於輪轂是由兩個半輪轂焊接而成的，輪轂上的油槽也是由兩個凹槽23 組合而成的，與傳統的生產工藝相比，油槽不需要採用鏜削加工，可以直接鍛造成型，其形 狀和大小都可以根據實際需要設置，無需受限於加工工藝。
[0051] S3:製作幅板，切取定量的熱軋鋼板，將其置於衝床的衝剪成型模具上進行衝剪獲 得幅板，衝床的衝剪成型模具上具有與幅板的形狀相對應的模腔。具體的熱軋鋼板型號可 以根據需要進行選擇，在本實施例中選用的熱軋鋼板為低碳鋼鋼板，優選為20號鋼鋼板。 如圖3所示，幅板3中間具有一個與輪轂配合的安裝孔31以及以安裝孔31為中心均勻布 置的兩個或兩個以上的筋條孔32,筋條孔32的數量可以根據實際需要設定，只要以安裝孔 31為中心均勻布置即可，在本實施例中，筋條孔32有四個。筋條孔32可以為圓形也可以為 方形，在本實施例中，筋條孔為方形，其長度方向為幅板3的徑向；如果筋條孔為圓形，其直 徑最好為幅板3厚度的4-5倍。
[0052] 在本步驟中，幅板3的衝剪方法包括三個小步驟：
[0053] (1)通過衝剪成型模具在衝床上衝剪出幅板3的外形和安裝孔31，如圖3所示，衝 剪後的幅板3在安裝孔31周圍具有一個平面部33,在平面部33周圍具有一個弧面部34， 弧面部34的具體弧度可以根據實際需要設置，也可以將弧面部34設置成具有斜面的斜面 部，但是斜面的分散壓力的效果沒有弧面好；
[0054] (2)在弧面部上衝剪出筋條孔32,如果設置成斜面部，則是在斜面部上衝剪出筋 條孔32 ;
[0055] (3)在安裝孔31的開口與平面部33的結合處開設焊接坡口 35,在弧面部33或斜 面部與輪緣1的配合處開設焊接坡口 36,上述兩個焊接坡口 35和36所在的斜面與幅板3 的軸線夾角介於25° -35°之間。
[0056] S4 :製作筋條，本步驟的筋條形狀和製作工藝需要根據步驟S3中筋條孔32的形狀 來確定，在本實施例中，筋條孔32為方形，則筋條的製作工藝如下：切取定量的熱軋鋼板， 本步驟中所使用的熱軋鋼板也是低碳鋼鋼板，將熱軋鋼板置於衝床上進行衝剪獲得筋條， 該筋條的橫截面為與筋條32相配合的方形。
[0057] 需要說明的是，當筋條孔32為圓形時，筋條的做作工藝需要相應進行變更，具體 為：切取定量的熱軋鋼棒，熱軋鋼棒最好也選擇20號鋼鋼棒，將其置於切割機上切割獲得 筋條，該筋條的橫截面為與筋條32相配合的圓形。
[0058] S5 :焊接輪體，取一個幅板3,分別將輪轂2、筋條和輪緣1的一側焊接在該幅板3 的相應位置上，在焊接幅板3與輪緣1時，由於幅板3具有弧面部，可以通過改變弧面部33 的弧度來緩衝焊接時產生的應力對焊接質量的影響；然後再另外取一個幅板3,將上述輪 轂2、筋條和輪緣1的另一側焊接在該幅板3的相應位置上，形成輪體，焊接後的輪體如圖4 和圖5所示。
[0059] S6 :熱處理及精加工，將輪體進行回火處理，回火溫度為350°C -400°C，回火時間 為4h-6h ;對回火後的輪體進行精加工，精加工仍然採用車削加工，但是車削的進給速度不 能太快，以便獲得較好的表面粗糙度，車削的主要的加工位置為輪緣1的肩部11以及兩個 半輪轂2的內孔，使其尺寸精度符合設計要求，然後對輪緣1的肩部11進行局部中頻淬火， 使肩部11硬度達到HRC58-62,淬火層深度達到6mm-8mm，完成引導輪輪體的生產。
[0060] 上面結合附圖對本發明做了詳細的說明，但是本發明的實施方式並不僅限於上述 實施方式，本領域技術人員根據現有技術可以對本發明做出各種變形，如採用氬弧焊代替 上述實施例中的二氧化碳保護焊等，這些都屬於本發明的保護範圍。
【權利要求】
1. 一種引導輪輪體的生產工藝，其特徵在於，包括以下步驟： S1 :製作輪緣，切取定量的合金結構鋼鋼坯，將其置於加熱爐中加熱至 1150°C-1250°C，然後將其置於碾壓機的成型模具中進行碾壓獲得輪緣，所述輪緣具有兩個 使用時與履帶配合的肩部； S2:製作輪轂，切取定量的優質碳素結構鋼鋼坯，將其置於加熱爐中加熱至 1150°C-1250°C，然後將其置於壓力機的成型模具中進行鍛造獲得半輪轂，所述半輪轂具有 一個焊接面； 將所述半輪轂置於車床上進行粗加工，同時在所述半輪轂的所述焊接面一側的邊緣處 開設焊接坡口，該焊接坡口所在的斜面與所述半輪轂的軸線夾角介於25° -35°之間； 將兩個所述半輪轂的所述焊接面對接，並通過所述焊接坡口將兩個所述半輪轂焊接在 一起，獲得輪轂； 53 :製作幅板，切取定量的熱軋鋼板，將其置於衝床上進行衝剪獲得幅板，所述幅板中 間具有一個與所述輪轂配合的安裝孔以及以所述安裝孔為中心均勻布置的兩個或兩個以 上的筋條孔，所述筋條孔為圓形或方形； 54 :製作筋條，切取定量的熱軋鋼板，將其置於衝床上進行衝剪獲得筋條；或者，切取 定量的熱軋鋼棒，將其置於切割機上切割獲得筋條； S5:焊接輪體，取一個所述幅板，分別將所述輪轂、所述筋條和所述輪緣的一側焊接在 該幅板的相應位置上，然後再另外取一個所述幅板，將上述輪轂、筋條和輪緣的另一側焊接 在該幅板的相應位置上，形成輪體； S6 :熱處理及精加工，將所述輪體進行回火處理，回火溫度為350°C -400°C，回火時間 為4h-6h ;對回火後的所述輪體進行精加工，使其尺寸精度符合設計要求，然後對所述輪緣 的所述肩部進行局部中頻淬火，使所述肩部硬度達到HRC58-62,淬火層深度達到6mm-8mm， 完成引導輪輪體的生產。
2. 如權利要求1所述的引導輪輪體的生產工藝，其特徵在於，所述合金結構鋼為40Mn2 或35鉻鑰合金鋼。
3. 如權利要求1所述的引導輪輪體的生產工藝，其特徵在於，所述優質碳素結構鋼為 45號鋼。
4. 如權利要求1所述的引導輪輪體的生產工藝，其特徵在於，在步驟S2和步驟S5中所 使用的焊接方式是二氧化碳氣體保護焊。
5. 如權利要求1所述的引導輪輪體的生產工藝，其特徵在於，所述半輪轂在所述焊接 面的一側還具有一個凹槽，兩個所述半輪轂對接後，兩個所述凹槽形成一個油槽。
6. 如權利要求1所述的引導輪輪體的生產工藝，其特徵在於，所述熱軋鋼板為低碳鋼 鋼板。
7. 如權利要求1-6中任一權利要求所述的引導輪輪體的生產工藝，其特徵在於，在步 驟S3中所述幅板的衝剪方法包括三個步驟： (1) 通過衝剪成型模具在衝床上衝剪出所述幅板的外形和所述安裝孔，所述幅板在所 述安裝孔周圍具有一個平面部，在所述平面部周圍具有一個弧面部或斜面部； (2) 在所述弧面部或所述斜面部上衝剪衝出所述筋條孔； (3) 在所述安裝孔的開口與所述平面部的結合處開設焊接坡口，在所述弧面部或所述 斜面部與所述輪緣的配合處也開設焊接坡口，上述兩個焊接坡口所在的斜面與所述幅板的 軸線夾角介於25° -35°之間。
8. 如權利要求1-6中任一權利要求所述的引導輪輪體的生產工藝，其特徵在於，所述 筋條孔為方形，其長度方向為所述幅板的徑向，所述筋條的橫截面為與所述筋條孔相匹配 的方形。
9. 如權利要求1-6中任一權利要求所述的引導輪輪體的生產工藝，其特徵在於，所述 筋條孔為圓形，其直徑為所述幅板厚度的4-5倍，所述筋條的橫截面為與所述筋條孔相匹 配的圓形。
【文檔編號】B23P15/00GK104118486SQ201410349736
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月22日 優先權日:2014年7月22日
【發明者】陳少俊 申請人:福建省夏華重工機械有限公司