专利名称：轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘制造工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械技术领域，具体涉及一种轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘制造工艺。
背景技术：
轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘是轮式无内胎工程机械车轮中的重要零部件之一。现有技术中，轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘主要采用钢板制作而成。具体制造工艺至少包括以下步骤将钢板或扁钢通过气割或剪裁下成横截面如图1所示的条形工件(简称条料)一卷圆将工件卷曲、整形为图2所示圆圈状一焊接一打磨一热压成形一车加工。焊接后打磨好的工件经加热通过扩口模加工成如图3所示的形状，然后利用成形模进行成形加工，形成如图4所示工件，最后车加工形成所需尺寸精度的轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘。本发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术至少存在以下问题现有技术中需要经过车加工工艺才能制造出符合精度要求的外轮缘，而由于车加工操作不仅工作效率低，而且车加工操作会浪费不少材料，导致材料利用率以及生产效率均比较低，同时，采用热压成形的工艺，需要对工件加热后才能压制成形，加热工件能源消耗比较高，导致制造成本比较高。
发明内容
本发明实施例提供了一种轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘制造工艺，解决了现有技术存在材料利用率以及生产效率均比较低，且制造成本比较高的技术问题。为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案该轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘制造工艺，包括以下步骤型钢轧制成形将坯料轧制为条形且横截面与所需制造的轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘横截面形状相同的型钢；卷圆将轧制成形的所述型钢卷曲为圆圈状；整圆使卷圆后的工件的两端对口 ；焊接将对口后的所述工件的两端焊接在一起；精整形采用与所需制造的所述外轮缘的形状相适配的模具对打磨后的所述工件进行精整，形成所述轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘。与现有技术相比，本发明所提供上述技术方案至少能产生具有如下优点由于本发明实施例无需采用车削加工便可以制造出符合精度要求的工件，相对于现有技术不仅材料利用率更高，而且生产效率也更高，同时，由于本发明实施例中无需采用热压成形的工艺，无需对工件进行加热既可以制造出符合形状以及精度要求的轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘，节省了加热工件所耗费的能源，故而能耗更低，更节约成本，所以成本也更低，进而解决了现有技术存在材料利用率以及生产效率均比较低，且制造成本比较高的技术问题。
图1为现有技术中制造轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘的工艺中所采用的条形工件的横截面的示意图；图2为现有技术中制造轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘的工艺中卷圆、整圆步骤加工出的工件的纵截面示意图；图3为现有技术中制造轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘的工艺中热压成形步骤加工过程中所加工出的工件的一张纵截面示意图；图4为现有技术中制造轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘的工艺中热压成形步骤加工过程中所加工出的工件的又一张纵截面示意图；图5为本发明实施例所提供的制造轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘的工艺中轧制成形步骤所加工出的工件的横截面示意图；图6为本发明实施例所提供的制造轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘的工艺中精整形步骤所形成的轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘的纵截面的示意图；图7为本发明实施例的优选实施方式所提供的制造轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘的工艺的流程示意图；图8为本发明实施例所提供的制造轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘的工艺中精整形步骤所使用的模具的剖视示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。本发明实施例提供了一种制造工艺简单、制造效率以及材料利用率均比较高且更节约成本的轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘制造工艺。如图7所示，本发明实施例所提供的轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘制造工艺，包括以下步骤型钢轧制成形将坯料(通常为Q345或Q235的钢材，)轧制为条形且横截面如图 5所示与所需制造的轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘横截面相同或近似相同的型钢；卷圆将轧制成形的型钢卷曲为圆圈状；整圆使卷圆后的工件的两端对口 ；焊接将对口的工件的两端焊接在一起；精整形采用与所需制造的外轮缘的形状相适配的模具对打磨后的工件进行精整，形成如图6所示轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘。由于本发明实施例无需采用车削加工便可以制造出符合精度要求的工件，相对于现有技术不仅材料利用率更高，而且生产效率也更高，同时，由于本发明实施例中无需采用热压成形的工艺，无需对工件进行加热既可以制造出符合形状以及精度要求的轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘，节省了加热工件所耗费的能源，故而能耗更低，更节约成本，所以成本也更低，进而解决了现有技术存在材料利用率以及生产效率均比较低，且制造成本比较高的技术问题。本实施例中轧制成形的步骤与卷圆的步骤之间还包括以下步骤锯切下料将轧制成形的型钢锯切为所需制造的轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘的周长尺寸的型钢。将坯料轧制成尺寸比较长的长条形型钢，然后再将型钢条料锯切为多段符合之后步骤加工需要的工件的方法制造效率比较高，适宜于批量制造。当然，本实施例中也可以将坯料仅轧制成一段符合之后步骤加工需要的型钢。由于锯切下料步骤之后，还有其他加工步骤，所以锯切出的型钢的长度尺寸为所需制造的轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘的周长尺寸时，可以为其他步骤预留一定的加工余量，从而保证产品的尺寸以及形状精度。本实施例中锯切下料的步骤锯切而成的型钢的长度尺寸为所需制造的轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘的单倍尺长度。这种设计更节省材料，有利于降低生产成本，同时，由于锯切下料步骤之后的其他加工步骤中部分步骤会增加型钢的长度尺寸，部分步骤会减少型钢的长度尺寸，所以需要使之后加工步骤中所增加型钢长度尺寸与之后加工步骤中所减少的型钢的长度尺寸相一致。本实施例中整圆的步骤与焊接的步骤之间还包括以下步骤切直头切去对口的工件的两端的直头；再次整圆将切直头之后的工件的两端对口。由于型钢的两端处的直头是比较难以通过卷圆的步骤形成符合要求的弧度要求的，所以将直头切掉之后再次整圆可以保证工件的两端的弧度符合产品的形状精度以及尺寸精度。本实施例中整圆的步骤和/或再次整圆的步骤采用油压机来进行。油压机具有节省能耗，便于操作的优点，适宜用于整圆以及再次整圆，当然，本实施例中也可以整圆的步骤和/或再次整圆的步骤也可以采用油压机之外的其他设备来实现。除此之外，本实施例中切直头、整圆以及再次整圆的步骤既可以仅进行一次也可以重复进行多次，次数的多少可以根据用户对产品精度的要求来确定。本实施例中再次整圆步骤之后工件的圆度小于整圆步骤之后的工件的圆度。圆度越小则尺寸精度越高，整圆步骤对工件进行操作主要用于使得工件符合形状精度的要求， 而再次整圆步骤用于使得工件符合尺寸精度的要求，本实施例中再次整圆步骤之后工件的圆度为整圆步骤之后的工件的圆度的 1/3 1/2，优选为1/2。实践证明当再次整圆步骤对工件的加工量为整圆步骤对工件的加工量的1/3 1/2，尤其为1/2时，不仅工件的尺寸精度以及形状精度更符合要求，而且所需要的再次整圆步骤的次数更少。本实施例中焊接的步骤与精整形的步骤之间还包括以下步骤打磨去除焊接而成的工件的焊渣。打磨工艺能够提高产品的表面质量，使得产品达到较高的精度要求，同时，还可以避免产品表面残留的焊渣引起应力集中等缺陷。本实施例中卷圆的步骤采用型钢卷圆机来进行，和/或，焊接的步骤采用闪光对焊机来完成。型钢卷圆机具有卷圆效率高，且操作方便的优点，适宜应用于本发明中，采用闪光对焊机对工件进行焊接，能够彻底消除了夹渣、未焊透、气孔等严重的质量缺陷，有助于提高产品的质量以及精度。当然，本实施例中卷圆的步骤也可以采用型钢卷圆机之外的其他设备来进行。焊接的步骤也可以采用闪光对焊机之外的其他设备来进行。如图8所示，本实施例中与所需制造的外轮缘的形状相适配的模具，包括座体1、 凹模2、凸模3、弹力机构4以及动力机构，其中凹模2以及凸模3分别与所需制造的外轮缘的底部和顶部的形状相适配，打磨后的工件8放置于凹模2上；弹力机构4设置于凹模2与座体1之间，弹力机构4用于通过弹力顶起凹模2，并缓冲凹模2对座体1所施加的压力；动力机构，用于带动凸模3对放置于凹模2上的工件8施加挤压力，使工件8形成轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘。放置于凹模2内的工件8受到凸模3对其所施加的挤压力时，工件8以及凹模2 的位置会逐渐沿着滑键45下降，此时，工件8的径向尺寸也在逐渐缩小，直至滑板42与座体1接触，其形状、尺寸精度达到所需要求。如图8所示，图8中部区域的中心线两侧的结构是对称的，为更为透彻、清楚的表现出本实施例所提供与所需制造的外轮缘的形状相适配的模具的内部结构，图8中左侧的剖切位置与右侧的剖切位置并不完全相同。本实施例所提供的与所需制造的外轮缘的形状相适配的模具采用如图8所示凹模2、凸模3相压的方法对工件进行精整形，从而制造出符合形状以及尺寸精度要求的外轮缘，精整形过程中无需对外轮缘进行加热，所以不仅更节省能耗，而且加工过程简单，生产效率更高，加工成本更低。如图8所示，本实施例中弹力机构4包括弹簧41、滑板42、垫板43以及滑块44，滑板42可在弹簧41的作用下带动滑块44沿滑键45在垫板43上沿着滑键方向上下滑动，凹模2通过螺钉固定于滑块44上。弹力机构4的缓冲作用能够延长凹模2的使用寿命，提高本发明所提供的与所需制造的外轮缘的形状相适配的模具的可靠性。与如图8所示座体1固定得外圈91以及内圈92，用于对滑板42起到导向作用， 使得滑板42的滑动方向沿着竖直的方向滑动，从而提高弹力机构4所缓冲的力的方向的精度。与外圈91固定的挡圈93用于对凸模3的起到导向作用，使得凸模3与凹模2相压时， 凸模3不会从凹模3上脱出。当然，本实施例中凸模3与凹模2的位置也可以互换，即凸模 3在下，凹模2在上，除此之外，凸模3与凹模2对工件8进行整形时所施加的力的方向也可以不沿竖直方向，例如轧制工件8时所施加的力的方向也可以沿水平方向或其他与水平面存在一定夹角(不包括90° )的方向。由于沿竖直方向可以充分利用凸模3的重力，所以本实施例中凸模3与凹模2轧制工件8时所施加的力的方向优选为竖直方向。本实施例中与所需制造的外轮缘的形状相适配的模具还包括如图8所示顶出机构5，顶出机构5用于将精整形后的轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘顶出凹模2，以便于将轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘拿出。如图8所示，顶出机构5包括顶出板51以及顶出杆52，顶出杆52在动力机构的带动下带动顶出板51顶出精整形后的轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘。
本实施例中与所需制造的外轮缘的形状相适配的模具还包括如图8所示导向机构6，导向机构6包括至少两根导柱61，导柱61的其中一端插接于底座上的孔内，导套的一端插接于与凸模3相固连的上模板7内。导柱61的另一端插入导套内，起模具定位及导向作用，凸模3压制放置于凹模2上的工件8时，模板可沿导柱61竖直方向滑动。导柱61 的作用在于更为精准的限制凸模3在竖直方向运动的方向，从而保证外轮缘的形状以及尺寸的精度。导柱61的数目可以设置两根也可以设置四根，本实施例中优选为设置四根导柱 61，且四根导柱61对称设置于凸模3和凹模2的四角。本实施例所提供的与所需制造的外轮缘的形状相适配的模具具有加工精度高，使用寿命长，操作方便的优点，同时，实践证明使用本实施例所提供的与所需制造的外轮缘的形状相适配的模具所制造出来的轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘与现有技术中所制造出来的轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘具有强度高、刚性好、耐用，在使用过程中不易发生破坏等优点。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘制造工艺，其特征在于包括以下步骤 型钢轧制成形将坯料轧制为条形且横截面与所需制造的轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘横截面形状相同的型钢；卷圆将轧制成形的所述型钢卷曲为圆圈状； 整圆使卷圆后的工件的两端对口 ； 焊接将对口后的所述工件的两端焊接在一起；精整形采用与所需制造的所述外轮缘的形状相适配的模具对打磨后的工件进行精整，形成所述轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘。
2.根据权利要求1所述的轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘制造工艺，其特征在于 所述轧制成形的步骤与所述卷圆的步骤之间还包括以下步骤锯切下料将轧制成形的所述型钢锯切为所需制造的轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘的周长尺寸的型钢。
3.根据权利要求1所述的轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘制造工艺，其特征在于 所述锯切下料的步骤锯切而成的型钢的长度尺寸为所需制造的轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘的单倍尺长度。
4.根据权利要求1或2或3所述的轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘制造工艺，其特征在于所述整圆的步骤与所述焊接的步骤之间还包括以下步骤切直头切去对口的所述工件的两端的直头； 再次整圆将切直头之后的所述工件的两端对口。
5.根据权利要求4所述的轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘制造工艺，其特征在于 所述整圆的步骤和/或所述再次整圆的步骤采用油压机来进行。
6.根据权利要求4所述的轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘制造工艺，其特征在于 所述再次整圆步骤之后所述工件的圆度小于所述整圆步骤之后的所述工件的圆度。
7.根据权利要求6所述的轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘制造工艺，其特征在于 所述再次整圆步骤之后所述工件的圆度为所述整圆步骤之后的所述工件的圆度的1/3 1/2。
8.根据权利要求1或2或3所述的轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘制造工艺，其特征在于所述焊接的步骤与所述精整形的步骤之间还包括以下步骤打磨去除焊接而成的所述工件的焊渣。
9.根据权利要求1或2或3所述的轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘制造工艺，其特征在于所述卷圆的步骤采用型钢卷圆机来进行，和/或，所述焊接的步骤采用闪光对焊机来完成。
10.根据权利要求1或2或3所述的轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘制造工艺，其特征在于与所需制造的所述外轮缘的形状相适配的模具，包括座体、凹模、凸模、弹力机构以及动力机构，其中所述凹模以及所述凸模分别与所需制造的所述外轮缘的底部和顶部的形状相适配，打磨后的所述工件放置于所述凹模上；所述弹力机构设置于所述凹模与所述座体之间，所述弹力机构用于通过弹力顶起所述凹模，并缓冲所述凹模对所述座体所施加的压力；所述动力机构，用于带动所述凸模对放置于所述凹模上的所述工件施加挤压力，使所述工件形成所述轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘。
全文摘要
本发明公开了一种轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘制造工艺，涉及机械技术领域。解决了现有技术存在材料利用率以及生产效率均比较低，且制造成本比较高的技术问题。该轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘制造工艺，包括以下步骤型钢轧制成形将坯料轧制为条形且横截面与所需制造的轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘横截面形状相同的型钢；卷圆将轧制成形的型钢卷曲为圆圈状；整圆使卷圆后的工件的两端对口；焊接将对口后的工件的两端焊接在一起；精整形采用与所需制造的外轮缘的形状相适配的模具对打磨后的工件进行精整，形成轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘。本发明应用于制造轮式无内胎工程机械车轮用外轮缘。
文档编号B23P23/04GK102152124SQ201110043488
公开日2011年8月17日 申请日期2011年2月23日 优先权日2011年2月23日
发明者孙爱军, 郭好强, 陈汉杰, 马会民, 黄洪亮 申请人:河南省宏源车轮有限公司, 浙江宏源车轮有限公司