工程車整體輪輞及其輪輞體製造工藝的製作方法

2023-04-23 09:31:31

專利名稱：工程車整體輪輞及其輪輞體製造工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種工程車整體輪輞及其輪輞體製造工藝，適用於工程機械車輪及其它帶有槽圈和鎖圈輪輞結構的車輪。
背景技術：
目前，現有的工程機械用車輪的輪輞體是由內輪緣、圓筒、槽圈三部分焊接組成； 該現有輪輞體的加工工藝為首先壓制內輪緣，其中包括剪板、圈圓、焊接、整型、加熱、壓製成型和車床加工兩端平面工序；其次製作圓筒，其中包括剪板、壓彎、圈圓、焊接、整圓和車床加工兩端平面工序；再次製作槽圈，其中包括扎制槽圈型鋼、切斷、圈圓、開坡口、焊接、打磨和整型工序；最後組合焊接，將內輪緣與圓筒焊接，將圓筒與槽圈焊接，即組合成組合體。 可見現有的工程車輪輞的輪輞體在加工時，工序多，勞動效率低，浪費工時及材料，輪輞的製作精度低，輪輞的徑端跳誤差難以保證，加工難度大，生產成本高；另外，現有工程車輪輞的輪輞體在組合成型後，共有1條縱焊縫和2條環焊縫，焊接接縫多，在焊接時容易產生焊接變形，影響產品質量；並且，由於現有工程車輪輞的輪輞體，其槽圈外側的槽圈槽為全溝槽，因此當現有工程車輪輞在使用時，應力都集中在槽圈槽下沿的兩個半徑為2mm的圓角1處(如圖1所示)，進而，受力集中，非常容易斷裂。

發明內容
本發明的目的是設計一種工程車整體輪輞及其輪輞體製造工藝，該工程車整體輪輞，其輪輞體製作精度高、能夠保證輪輞的徑端跳誤差在規定的範圍內，不易斷裂，焊接接縫少，並且加工容易，節約成本；該工程車整體輪輞的輪輞體製造工藝，工序簡單、勞動效率高、節省工時及原材料，並且生產出的產品質量好，能夠滿足產品的各項技術指標。本發明的目的可以通過下述技術方案來實現
一種工程車整體輪輞，包括輪輞體，其特徵是輪輞體由圓筒整體熱壓製成，為一整體件，所述輪輞體的上部為槽圈部分，輪輞體的中部為圓筒部分，輪輞體的下部為內輪緣部分，其中，槽圈部分外側的槽圈槽為半溝槽，半溝槽的下沿為壓力與應力分散段，壓力與應力分散段由半徑不同的兩段上凸圓弧平滑連接構成，槽圈部分的內側和壓力與應力分散段相對應的位置有壓力增強段，壓力增強段由一段下凹圓弧構成。本發明所述的壓力與應力分散段由半徑為6mm和18mm的兩段上凸圓弧平滑連接構成；所述的壓力增強段由一段半徑為15_的下凹圓弧構成。一種如權利要求1或2所述工程車整體輪輞的輪輞體製造工藝，其特徵是包括順序進行的以下工藝步驟
(A)捲筒首先，選用厚度為IOmm的鋼板材料用剪板機剪板；再將剪好的板材壓彎；然後，使用圈圓機將壓彎後的板材圈圓；最後，焊接圈圓後的板材接縫，即製成圓筒；
(B)壓制料坯筒首先，將步驟(A)中製成的圓筒放入電加熱爐中加熱，加熱長度為圓筒總高度的2 / 13，加熱到900°C 1000°C後待用；然後，將熱壓制坯模具放入1000噸壓力機中固定，而後啟動壓力機滑塊上升，使熱壓制坯模具打開，在壓力機滑塊上升的同時， 熱壓制坯模具的凸模I、上模板I、上錐頭I和連接板I上升，上擴模收縮，下錐頭I上升， 下擴模I收縮，熱壓制坯模具的開模完成；最後，將加熱好的圓筒放入熱壓制坯模具中，而後壓力機加壓，使壓力機滑塊下行，則熱壓制坯模具的凸模I、上模板I、上錐頭I和連接板I下行，上擴模擴張，下錐頭I下行，下擴模I擴張，當壓力機加壓到1000噸時，料坯筒製作完成，此時啟動壓力機滑塊上升，熱壓制坯模具的上述部件做相反的運動，熱壓制坯模具打開，同時啟動壓力機的下油缸，壓力機的油缸杆伸出，並頂向熱壓制坯模具的頂出板 I，頂出板I上升，將製成的料坯筒從熱壓制坯模具中頂出；所製成料坯筒的截面形狀為倒 「L」 形；
(C)壓制槽圈部分，製成槽圈筒首先，將步驟(B)中製成的料坯筒放入電加熱爐中加熱，只加熱料坯筒的上部，加熱長度為料坯筒總高度的2 / 13，加熱到800°C 900°C後備用；然後，將槽圈成型模具放入1000噸壓力機中固定，而後啟動壓力機滑塊上升，使槽圈成型模具打開，在壓力機滑塊上升的同時，槽圈成型模具的外錐套、上模板II、上錐頭II和連接板II上升，內擴模I收縮，外收模擴張，下錐頭II上升，下擴模II收縮，槽圈成型模具的開模完成；最後，將加熱好的料坯筒放入槽圈成型模具中，而後壓力機加壓，使壓力機滑塊下行，則槽圈成型模具的外錐套、上模板II、上錐頭II和連接板II下行，內擴模I擴張，外收模收縮，下錐頭II下行，下擴模II擴張，當壓力機加壓到1000噸時，槽圈部分壓制完成，槽圈筒製成，此時啟動壓力機滑塊上升，槽圈成型模具的上述部件做相反的運動，槽圈成型模具打開，同時啟動壓力機的下油缸，壓力機的油缸杆伸出，並頂向槽圈成型模具的頂出板II， 頂出板II上升，將製成的槽圈筒從槽圈成型模具中頂出；
(D)壓制內輪緣部分，製成工程車整體輪輞的輪輞體首先，將步驟(C)中製成的槽圈筒放入電加熱爐中加熱，只加熱槽圈筒的下部，加熱長度為槽圈筒總高度的4 / 13，加熱到 750°C 800°C後備用；然後，將內輪緣成型模具放入500-1000噸壓力機中固定，而後啟動壓力機滑塊上升，使內輪緣成型模具打開，在壓力機滑塊上升的同時，內輪緣成型模具的上模板III、凸模II、擴模、連接板III、上錐頭III、墊塊、轉盤和把手上升，內擴模II收縮，下錐頭 III上升，下內擴模收縮，當壓力機滑塊上升到方便向內輪緣成型模具中進料的高度時停下， 將把手順時針方向轉動30°，則墊塊進入上模板III下備用，內輪緣成型模具的開模完成； 最後，將加熱好的槽圈筒槽圈部分衝下放入內輪緣成型模具中，而後壓力機加壓，使壓力機滑塊下行，則內輪緣成型模具的上模板III、凸模II、擴模、連接板III、上錐頭III、墊塊、轉盤和把手下行，內擴模II擴張，下錐頭III下行，下內擴模擴張，此時，由擴模將槽圈筒的下部擴成喇叭口，當壓力機加壓到500噸時，使壓力機滑塊上行50mm，將把手逆時針方向轉動30°， 再使壓力機滑塊下行，由凸模II將槽圈筒下部擴成的喇叭口成形成內輪緣部分，當壓力機加壓到500噸時，內輪緣部分壓制完成，工程車整體輪輞的輪輞體製成，此時啟動壓力機滑塊上升，內輪緣成型模具的上述部件做相反的運動，內輪緣成型模具打開，同時啟動壓力機的下油缸，壓力機的油缸杆伸出，並頂向內輪緣成型模具的頂出板III，頂出板III上升，將製成的輪輞體從內輪緣成型模具中頂出。本發明在步驟(A)中，焊接圈圓後的板材接縫時，採用埋弧焊直縫焊機焊接。本發明在步驟(A)中，所選用厚度為IOmm的鋼板材料的型號為Q235或者Q345。本發明在步驟(D)中，由擴模將槽圈筒下部擴成的喇叭口尺寸為45° X65mm。
本發明的優點是該工程車整體輪輞，其輪輞體結構合理、製作精度高、能夠保證輪輞的徑端跳誤差在規定的範圍內，不易斷裂，而且其輪輞體只有1條縱焊縫，焊接接縫少，避免了因焊接變形而影響產品的質量，另外其輪輞體是由圓筒整體熱壓製成，加工容易，節約成本；該工程車整體輪輞的輪輞體製造工藝，與現有輪輞體的加工工藝相比減少了 10多個生產環節，並且輪輞體的生產用料也減少了 5公斤左右，因此其工序簡單、勞動效率高，節省工時及原材料、生產成本低，並且生產出的產品質量好，能夠滿足產品的各項技術指標。


圖1是現有工程車輪輞的輪輞體結構示意圖； 圖2是本發明工程車整體輪輞的輪輞體結構示意圖； 圖3是圖2的A部放大圖4是熱壓制坯模具結構示意圖，模具中各零部件之間的連接均為螺栓連接，其中，若干彈簧I 20分別裝在下擴模I 15上的若干彈簧安裝槽內，若干彈簧II 52分別裝在上擴模 14上的若干彈簧安裝槽內； 圖5是料坯筒結構示意圖6是槽圈成型模具結構示意圖，模具中各零部件之間的連接均為螺栓連接，其中，若干彈簧III 34分別裝在下擴模II 30上的若干彈簧安裝槽內，若干彈簧IV 53分別裝在內擴模 I M上的若干彈簧安裝槽內； 圖7是槽圈筒結構示意圖8是內輪緣成型模具結構示意圖，模具中各零部件之間的連接均為螺栓連接，其中， 若干彈簧V 51分別裝在下內擴模45上的若干彈簧安裝槽內，若干彈簧VI M分別裝在內擴模II 42上的若干彈簧安裝槽內；
圖中2、環焊縫I ；3、環焊縫II ;16、外模體；21、下模板I ；31、外模；33、下模板II ； 47、凹模；48、凹模支架；50、下模板III。
具體實施例方式如圖2、3所示，一種工程車整體輪輞，包括輪輞體37，其特徵是輪輞體37由圓筒整體熱壓製成，為一整體件，所述輪輞體37的上部為槽圈部分5，輪輞體37的中部為圓筒部分8，輪輞體37的下部為內輪緣部分9，其中，槽圈部分5外側的槽圈槽6為半溝槽，半溝槽的下沿為壓力與應力分散段7，壓力與應力分散段7由半徑不同的兩段上凸圓弧平滑連接構成，槽圈部分5的內側和壓力與應力分散段7相對應的位置有壓力增強段4，壓力增強段4由一段下凹圓弧構成。所述的壓力與應力分散段7由半徑為6mm和18mm的兩段上凸圓弧平滑連接構成；所述的壓力增強段4由一段半徑為15mm的下凹圓弧構成。如圖2——8所示，一種如權利要求1或2所述工程車整體輪輞的輪輞體製造工藝，其特徵是包括順序進行的以下工藝步驟
(A)捲筒首先，選用厚度為IOmm的鋼板材料用剪板機剪板；再將剪好的板材壓彎；然後，使用圈圓機將壓彎後的板材圈圓；最後，焊接圈圓後的板材接縫，即製成圓筒；
(B)壓制料坯筒首先，將步驟(A)中製成的圓筒放入電加熱爐中加熱，加熱長度為圓筒總高度的2 / 13，加熱到900°C 1000°C後待用；然後，將熱壓制坯模具放入1000噸壓力機中固定，而後啟動壓力機滑塊上升，使熱壓制坯模具打開，在壓力機滑塊上升的同時， 熱壓制坯模具的凸模I 10、上模板I 11、上錐頭I 12和連接板I 13上升，上擴模14收縮， 下錐頭I 18上升，下擴模I 15收縮，熱壓制坯模具的開模完成；最後，將加熱好的圓筒放入熱壓制坯模具中，而後壓力機加壓，使壓力機滑塊下行，則熱壓制坯模具的凸模I 10、上模板I 11、上錐頭I 12和連接板I 13下行，上擴模14擴張，下錐頭I 18下行，下擴模I 15 擴張，當壓力機加壓到1000噸時，料坯筒17製作完成，此時啟動壓力機滑塊上升，熱壓制坯模具的上述部件做相反的運動，熱壓制坯模具打開，同時啟動壓力機的下油缸，壓力機的油缸杆伸出，並頂向熱壓制坯模具的頂出板I 19，頂出板I 19上升，將製成的料坯筒17從熱壓制坯模具中頂出；所製成料坯筒17的截面形狀為倒「L」形；
(C)壓制槽圈部分，製成槽圈筒首先，將步驟(B)中製成的料坯筒17放入電加熱爐中加熱，只加熱料坯筒17的上部，加熱長度為料坯筒17總高度的2 / 13，加熱到800°C 900°C後備用；然後，將槽圈成型模具放入1000噸壓力機中固定，而後啟動壓力機滑塊上升，使槽圈成型模具打開，在壓力機滑塊上升的同時，槽圈成型模具的外錐套22、上模板
II23、上錐頭II 25和連接板II沈上升，內擴模I M收縮，外收模觀擴張，下錐頭II四上升，下擴模II 30收縮，槽圈成型模具的開模完成；最後，將加熱好的料坯筒17放入槽圈成型模具中，而後壓力機加壓，使壓力機滑塊下行，則槽圈成型模具的外錐套22、上模板II 23、 上錐頭II 25和連接板II沈下行，內擴模I M擴張，外收模觀收縮，下錐頭II四下行，下擴模II 30擴張，當壓力機加壓到1000噸時，槽圈部分5壓制完成，槽圈筒27製成，此時啟動壓力機滑塊上升，槽圈成型模具的上述部件做相反的運動，槽圈成型模具打開，同時啟動壓力機的下油缸，壓力機的油缸杆伸出，並頂向槽圈成型模具的頂出板II 32，頂出板II 32 上升，將製成的槽圈筒27從槽圈成型模具中頂出；
(D)壓制內輪緣部分，製成工程車整體輪輞的輪輞體首先，將步驟(C)中製成的槽圈筒27放入電加熱爐中加熱，只加熱槽圈筒27的下部，加熱長度為槽圈筒27總高度的4 / 13，加熱到750°C 800°C後備用；然後，將內輪緣成型模具放入500-1000噸壓力機中固定， 而後啟動壓力機滑塊上升，使內輪緣成型模具打開，在壓力機滑塊上升的同時，內輪緣成型模具的上模板III 35、凸模II 36、擴模38、連接板III 39、上錐頭III 40、墊塊43、轉盤44和把手 46上升，內擴模II 42收縮，下錐頭III 41上升，下內擴模45收縮，當壓力機滑塊上升到方便向內輪緣成型模具中進料的高度時停下，將把手46順時針方向轉動30°，則墊塊43進入上模板III35下備用，內輪緣成型模具的開模完成；最後，將加熱好的槽圈筒27槽圈部分衝下放入內輪緣成型模具中，而後壓力機加壓，使壓力機滑塊下行，則內輪緣成型模具的上模板
III35、凸模II 36、擴模38、連接板III 39、上錐頭III 40、墊塊43、轉盤44和把手46下行，內擴模II 42擴張，下錐頭III 41下行，下內擴模45擴張，此時，由擴模38將槽圈筒27的下部擴成喇叭口，當壓力機加壓到500噸時，使壓力機滑塊上行50mm，將把手46逆時針方向轉動 30°，再使壓力機滑塊下行，由凸模II 36將槽圈筒27下部擴成的喇叭口成形成內輪緣部分 9，當壓力機加壓到500噸時，內輪緣部分9壓制完成，工程車整體輪輞的輪輞體37製成，此時啟動壓力機滑塊上升，內輪緣成型模具的上述部件做相反的運動，內輪緣成型模具打開， 同時啟動壓力機的下油缸，壓力機的油缸杆伸出，並頂向內輪緣成型模具的頂出板III 49，頂出板III 49上升，將製成的輪輞體37從內輪緣成型模具中頂出。
在步驟(A)中，焊接圈圓後的板材接縫時，採用埋弧焊直縫焊機焊接。在步驟(A) 中，所選用厚度為IOmm的鋼板材料的型號為Q235或者Q345。在步驟(D)中，由擴模38將槽圈筒27下部擴成的喇叭口尺寸為45° X65nim。
權利要求
1.一種工程車整體輪輞，包括輪輞體(37)，其特徵是輪輞體(37)由圓筒整體熱壓製成，為一整體件，所述輪輞體(37)的上部為槽圈部分(5)，輪輞體(37)的中部為圓筒部分 (8)，輪輞體(37)的下部為內輪緣部分(9)，其中，槽圈部分(5)外側的槽圈槽(6)為半溝槽， 半溝槽的下沿為壓力與應力分散段(7)，壓力與應力分散段(7)由半徑不同的兩段上凸圓弧平滑連接構成，槽圈部分(5)的內側和壓力與應力分散段(7)相對應的位置有壓力增強段(4)，壓力增強段(4)由一段下凹圓弧構成。
2.根據權利要求1所述的工程車整體輪輞，其特徵是所述的壓力與應力分散段(7) 由半徑為6mm和18mm的兩段上凸圓弧平滑連接構成；所述的壓力增強段(4)由一段半徑為 15mm的下凹圓弧構成。
3.—種如權利要求1或2所述工程車整體輪輞的輪輞體製造工藝，其特徵是包括順序進行的以下工藝步驟(A)捲筒首先，選用厚度為IOmm的鋼板材料用剪板機剪板；再將剪好的板材壓彎；然後，使用圈圓機將壓彎後的板材圈圓；最後，焊接圈圓後的板材接縫，即製成圓筒；(B)壓制料坯筒首先，將步驟(A)中製成的圓筒放入電加熱爐中加熱，加熱長度為圓筒總高度的2 / 13，加熱到900°C 1000°C後待用；然後，將熱壓制坯模具放入1000噸壓力機中固定，而後啟動壓力機滑塊上升，使熱壓制坯模具打開，在壓力機滑塊上升的同時， 熱壓制坯模具的凸模I (10)、上模板I (11)、上錐頭I (12)和連接板I (13)上升，上擴模 (14)收縮，下錐頭I (18)上升，下擴模I (15)收縮，熱壓制坯模具的開模完成；最後，將加熱好的圓筒放入熱壓制坯模具中，而後壓力機加壓，使壓力機滑塊下行，則熱壓制坯模具的凸模I (10)、上模板I (11)、上錐頭I (12)和連接板I (13)下行，上擴模(14)擴張，下錐頭I (18)下行，下擴模I (15)擴張，當壓力機加壓到1000噸時，料坯筒(17)製作完成，此時啟動壓力機滑塊上升，熱壓制坯模具的上述部件做相反的運動，熱壓制坯模具打開，同時啟動壓力機的下油缸，壓力機的油缸杆伸出，並頂向熱壓制坯模具的頂出板I (19)，頂出板 I (19)上升，將製成的料坯筒(17)從熱壓制坯模具中頂出；所製成料坯筒(17)的截面形狀為倒「L」形；(C)壓制槽圈部分，製成槽圈筒首先，將步驟(B)中製成的料坯筒(17)放入電加熱爐中加熱，只加熱料坯筒(17)的上部，加熱長度為料坯筒(17)總高度的2 / 13，加熱到 800°C 900°C後備用；然後，將槽圈成型模具放入1000噸壓力機中固定，而後啟動壓力機滑塊上升，使槽圈成型模具打開，在壓力機滑塊上升的同時，槽圈成型模具的外錐套(22)、 上模板II (23)、上錐頭II (25)和連接板II (26)上升，內擴模I (24)收縮，外收模(28)擴張，下錐頭II (29)上升，下擴模II (30)收縮，槽圈成型模具的開模完成；最後，將加熱好的料坯筒(17)放入槽圈成型模具中，而後壓力機加壓，使壓力機滑塊下行，則槽圈成型模具的外錐套(22)、上模板II (23)、上錐頭II (25)和連接板II (26)下行，內擴模I (24)擴張，外收模(28)收縮，下錐頭II (29)下行，下擴模II (30)擴張，當壓力機加壓到1000噸時，槽圈部分(5)壓制完成，槽圈筒(27)製成，此時啟動壓力機滑塊上升，槽圈成型模具的上述部件做相反的運動，槽圈成型模具打開，同時啟動壓力機的下油缸，壓力機的油缸杆伸出，並頂向槽圈成型模具的頂出板II (32)，頂出板II (32)上升，將製成的槽圈筒(27)從槽圈成型模具中頂出；(D)壓制內輪緣部分，製成工程車整體輪輞的輪輞體首先，將步驟(C)中製成的槽圈筒(27)放入電加熱爐中加熱，只加熱槽圈筒(27)的下部，加熱長度為槽圈筒(27)總高度的4 / 13，加熱到750°C 800°C後備用；然後，將內輪緣成型模具放入500-1000噸壓力機中固定，而後啟動壓力機滑塊上升，使內輪緣成型模具打開，在壓力機滑塊上升的同時， 內輪緣成型模具的上模板111(35)、凸模II (36)、擴模(38)、連接板111(39)、上錐頭111(40)、 墊塊(43)、轉盤(44)和把手(46)上升，內擴模II (42)收縮，下錐頭III (41)上升，下內擴模 (45)收縮，當壓力機滑塊上升到方便向內輪緣成型模具中進料的高度時停下，將把手(46) 順時針方向轉動30°，則墊塊(43)進入上模板111(35)下備用，內輪緣成型模具的開模完成；最後，將加熱好的槽圈筒(27)槽圈部分衝下放入內輪緣成型模具中，而後壓力機加壓， 使壓力機滑塊下行，則內輪緣成型模具的上模板111(35)、凸模II (36)、擴模(38)、連接板III (39),上錐頭III(40)、墊塊(43)、轉盤(44)和把手(46)下行，內擴模II (42)擴張，下錐頭III (41)下行，下內擴模(45)擴張，此時，由擴模(38)將槽圈筒(27)的下部擴成喇叭口，當壓力機加壓到500噸時，使壓力機滑塊上行50mm，將把手(46)逆時針方向轉動30°，再使壓力機滑塊下行，由凸模II (36)將槽圈筒(27)下部擴成的喇叭口成形成內輪緣部分(9)，當壓力機加壓到500噸時，內輪緣部分(9)壓制完成，工程車整體輪輞的輪輞體(37)製成，此時啟動壓力機滑塊上升，內輪緣成型模具的上述部件做相反的運動，內輪緣成型模具打開， 同時啟動壓力機的下油缸，壓力機的油缸杆伸出，並頂向內輪緣成型模具的頂出板111(49)， 頂出板111(49)上升，將製成的輪輞體(37)從內輪緣成型模具中頂出。
4.根據權利要求3所述的工程車整體輪輞的輪輞體製造工藝，其特徵是在步驟(A) 中，焊接圈圓後的板材接縫時，採用埋弧焊直縫焊機焊接。
5.根據權利要求3所述的工程車整體輪輞的輪輞體製造工藝，其特徵是在步驟(A) 中，所選用厚度為IOmm的鋼板材料的型號為Q235或者Q345。
6.根據權利要求3所述的工程車整體輪輞的輪輞體製造工藝，其特徵是在步驟(D) 中，由擴模(38)將槽圈筒(27)下部擴成的喇叭口尺寸為45° X65mm。
全文摘要
一種工程車整體輪輞及其輪輞體製造工藝，該工程車整體輪輞包括輪輞體，輪輞體由圓筒整體熱壓製成，為一整體件，槽圈部分外側的槽圈槽為半溝槽，半溝槽的下沿為壓力與應力分散段，槽圈部分的內側和壓力與應力分散段相對應的位置有壓力增強段。該工程車整體輪輞的輪輞體製造工藝，包括順序進行的以下工藝步驟(A)捲筒；(B)壓制料坯筒；(C)壓制槽圈部分，製成槽圈筒；(D)壓制內輪緣部分，製成工程車整體輪輞的輪輞體。其優點為，該工程車整體輪輞，其輪輞體結構合理、製作精度高，不易斷裂，焊接接縫少，加工容易，節約成本；該工程車整體輪輞的輪輞體製造工藝，工序簡單、節省工時及原材料，並且生產出的產品質量好。
文檔編號B23P15/00GK102555667SQ20121002314
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月2日 優先權日2012年2月2日
發明者王樹國 申請人:王樹國