一种农用机械阶梯形高强度轮辐及其加工方法与流程

本发明涉及农用机械配件加工技术，尤其涉及一种农用机械阶梯形高强度轮辐及其加工方法。

背景技术：

农用机械的车身重量大，轮辐承受车辆的垂直负荷、横向力、驱动制动扭力较大，所以要求农用机械的轮辐具有较高的强度。现有技术中的农用机械轮辐多为阶梯形圆盘，为了提高轮辐强度，多采用在轮辐中心加装加强板或垫板的方法，制成高强度轮辐，其具体工艺流程如图1所示，包括：1、轮辐制作：下圆料；拉伸成型；组冲中孔螺孔；冲压装配孔。2、加强板制作：下料；落圆；组冲中孔螺孔。3、焊合：定位点焊、焊接加强板。这种高强度轮辐加工工序需要两次下料，材料使用多，组装及焊接工序复杂，生产效率低，产品质量无法保证。

因此，有必要提供一种可大幅度降低原材料使用量，工艺简单，生产效率高，产品强度高的农用机械阶梯形高强度轮辐加工方法及利用该加工方法生产的高强度轮辐。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种农用机械阶梯形高强度轮辐加工方法，该加工方法可大大幅度降低原材料使用量、提高产品强度，具有工艺简单、生产效率高、产品质量好的优点。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种农用机械阶梯形高强度轮辐加工方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

一）下圆料：将板料通过剪板机下方料，再裁剪为圆料并冲中心工艺孔；

二）碾旋成型：将圆料放置在碾旋盘上，用压紧柱压紧，利用至少两个碾旋辊进行阶梯渐进碾旋成型，碾旋盘同步转动，初步成型；所述碾旋盘为圆盘形水平分布，碾旋盘上面为与轮辐凹面形状相符合的凸模面，平板圆料放置在碾旋盘上方，所述碾旋辊放置在平板圆料上方，沿碾旋盘的圆周方向对称分布，碾旋辊可同步沿碾旋盘的径向内外移动和轴向上下移动；所述阶梯渐进碾旋成型是指碾旋辊的移动轨迹沿碾旋盘的径向由内向外移动，同时还根据轮辐形状沿碾旋盘的轴向由上向下移动；碾旋辊在进给过程中绕轴心自转；

阶梯渐进碾旋成型可以使平板圆料经过碾旋工序一次成型，并且通过碾旋辊渐进施压使材料局部厚度改变，使得阶梯形轮辐成为中心加厚增强、外周变薄，且阶梯渐变处的圆角r处材料不减薄，使轮辐强度得到充分保证，碾旋成型使金属晶粒紧密、流线排列，表面硬度增加，强度增加，同时也消除了焊接加强板或垫板造成的焊接应力，使轮辐强度提高20%～30%；将原来的两件组装式轮辐变为一件单体轮辐，生产工艺简单，可大大提高农用机械阶梯形轮辐的生产效率；

三）模具定型：将经过碾旋成型的坯料放置在定型凸模和定型凹模之间，采用液压机进行压制，对轮辐形状进行精整；

四）冲孔：包括冲中心孔、螺孔，完成轮辐制作。

进一步的，步骤二）中碾旋辊的动作包括自身旋转、水平进给和纵向进给。

进一步地，所述碾旋辊的圆周面呈中间凸出、两边收缩的凸尖形。

进一步地，所述碾旋辊与碾旋盘同步旋转；即碾旋辊在碾旋盘内侧时，碾旋辊转速较低，碾旋盘相对转速较高，反之碾旋辊在碾旋盘外侧时，碾旋辊转速较高，碾旋盘相对转速较低。

本发明的另一目的在于提供一种利用上述加工方法生产的农用机械阶梯形高强度轮辐。

进一步地，所述农用机械阶梯形高强度轮辐的材质为精钢材质。

本发明所述的农用机械阶梯形高强度轮辐加工方法，改变了现有农用机械轮辐先利用拉伸成型制作轮辐，再制作加强板（或垫板），然后再将轮辐和加强板（或垫板）焊接在一起的传统生产方法，创造性的将拉伸成型改为阶梯渐进碾压的成型，碾旋盘起到承载碾压力和模具定型的作用，利用碾旋设备的进给控制系统控制碾旋辊沿碾旋盘的径向由内向外移动，同时还根据轮辐形状沿碾旋盘的轴向由上向下移动，碾旋盘沿碾旋盘的轴向由上向下移动时的进给量是根据轮辐的形状设计要求设定的，在阶梯渐变处的圆角r处材料需要加厚的部位进给量会减少，以增加该部位的轮辐厚度，使轮辐强度得到充分保证。

现有技术中的拉伸成型会使阶梯渐变处的圆角r处材料强度降低，本发明碾旋成型使金属晶粒紧密、流线排列，表面硬度增加，强度增加，使轮辐强度提高20%～30%。值得说明的是，在本发明中，碾旋盘上面为与轮辐凹面形状相符合的凸模面，形状是固定的，根据高强度轮辐中心厚、外边薄、阶梯渐变处的圆角r处材料加厚的特性，碾旋辊由内向外逐步碾压，利用碾旋辊沿碾旋盘的轴向由上向下的进给量控制轮辐各部位厚度，同时完成平板圆料的阶梯变形，从而完成了轮辐成型的关键步骤。

本发明将原来的两件组装式轮辐变为一件单体轮辐，减少了组装焊接等多个工序，生产工艺简单，可大大提高农用机械阶梯形轮辐的生产效率。

本发明的农用机械阶梯形高强度轮辐重量轻，结构强度高。

附图说明

图1为现有技术中的高强度轮辐生产工艺流程图。

图2为本发明的农用机械阶梯形高强度轮辐工方法生产工艺流程图。

图3为本发明农用机械阶梯形高强度轮辐加工方法的一种实施方式的碾旋辊碾压原理示意图。

图4为本发明农用机械阶梯形高强度轮辐加工方法的一种实施方式的碾旋辊分布示意图。

图5为本发明农用机械阶梯形高强度轮辐加工方法的另一种实施方式的碾旋辊碾压原理示意图。

图中符号说明：1圆料；2中心工艺孔；3压紧柱；4碾旋盘；5碾旋辊。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。

如图2-5所示，本发明提供一种农用机械阶梯形高强度轮辐加工方法，包括以下步骤，一）利用剪板机下方料，再利用剪板机或切割机械将方料裁剪为圆料，在圆料1中心冲中心工艺孔2，材质为精钢材质；二）碾旋成型：将带有中心工艺孔的圆料1放置在碾旋盘4上，用压紧柱3压紧，利用至少两个碾旋辊5进行阶梯渐进碾旋成型，碾旋盘4同步转动，初步成型；碾旋辊可以根据情况设为多个，但一定要保证碾旋盘和圆料受力均匀。所述碾旋盘为圆盘形水平分布，碾旋盘上面为与轮辐凹面形状相符合的凸模面，平板圆料放置在碾旋盘上方，所述碾旋辊5放置在平板圆料上方，沿碾旋盘的圆周方向均匀分布，碾旋辊可同步沿碾旋盘的径向内外移动和轴向上下移动；所述阶梯渐进碾旋成型是指碾旋辊的移动轨迹沿碾旋盘的径向由内向外移动，同时还根据轮辐形状沿碾旋盘的轴向由上向下移动；碾旋辊在进给过程中绕轴心自转；三）模具定型：将经过碾旋成型的坯料放置在定型凸模和定型凹模之间，采用液压机进行压制，对轮辐形状进行精整，碾旋成型的坯料表面及侧方存在着碾压轨迹条纹和边沿不规则毛边，利用定型模具进行精确定型。由于圆料已经在前一步骤中经过碾旋初步成型，因此，本步骤的模具定型可以大大降低对液压机的压力需求。四）冲孔：包括冲中心孔、螺孔，完成轮辐制作。步骤二）的碾旋成型过程中，碾旋辊的动作包括自身旋转、水平进给和纵向进给。所述碾旋辊的圆周面呈中间凸出、两边收缩的凸尖形。这样碾旋辊的旋压接触点小，使碾压点的作用力大大提高。碾旋成型过程中，所述碾旋辊与碾旋盘同步旋转；即碾旋辊在碾旋盘内侧时，碾旋辊转速较低，碾旋盘相对转速较高，反之碾旋辊在碾旋盘外侧时，碾旋辊转速较高，碾旋盘相对转速较低；避免碾旋辊在圆料上出现划擦，使轮辐的成型面更加细致。

如图3-4的实施例中，生产的农用机械阶梯形高强度轮辐的形状为单一渐变阶梯形轮辐。如图5的实施例中，生产的农用机械阶梯形高强度轮辐的形状为双渐变阶梯形轮辐。碾旋辊的移动轨迹沿碾旋盘的径向由内向外移动，同时还根据轮辐的阶梯形状由上向下移动。

阶梯渐进碾旋成型可以使平板圆料经过碾旋工序一次成型，并且通过碾旋辊渐进施压使材料局部厚度改变，使得阶梯形轮辐成为中心加厚增强、外周变薄，且阶梯渐变处的圆角r处材料不减薄，使轮辐强度得到充分保证，碾旋成型使金属晶粒紧密、流线排列，表面硬度增加，强度增加，同时也消除了焊接加强板或垫板造成的焊接应力，使轮辐强度提高20%～30%；将原来的两件组装式轮辐变为一件单体轮辐，生产工艺简单，可大大提高农用机械阶梯形轮辐的生产效率。

以上所述，仅是本发明的最佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，利用上述揭示的方法内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，均属于权利要求书保护的范围。