专利名称：分体焊接式汽车制动鼓钢壳及钢铁复合制动鼓的制作方法
技术领域：
分体焊接式汽车制动鼓钢壳及钢铁复合制动鼓技术领域[0001]本实用新型关于汽车制动配件，尤指一种能降低加工难度的分体焊接式汽车制动鼓钢壳及钢铁复合制动鼓。
背景技术：
[0002]制动鼓是汽车制动体系中最重要的部件，汽车在制动过程中，由于巨大的制动力或频繁的刹车，制动鼓将受到由制动片带来的巨大的正压力和动静摩擦力，特别是车辆行驶在复杂路面上时，频繁的刹车可能会导致制动鼓提前失效。因此轻量化、高强度、高耐磨性制动鼓一直是制动鼓制造行业所立志追求的。当前国内外普遍采用HT250、HT200以及低合金灰铁材质一体制作制动鼓，这些材料抗热疲劳性能较差，在刹车过程中，巨大的摩擦热被制动鼓吸收，使制动表面温度高达900°C，冷热交变应力可能导致制动鼓脆性断裂失效。[0003]因此，为保证其足够的强度，大多汽车厂家均依靠增加制动鼓壁厚来保证其安全性，壁厚一般多为13-20_，使制动壁厚度将更厚，因此制动鼓质量较重。而另如申请号为 201020545324. O名称为“复合式汽车制动鼓”中国实用新型专利中，给出了一种钢铁复合结构制动鼓，其包括钢制的外壳和铸铁的内衬。外壳成圆筒形，包括圆管形部和安装平面，安装平面上有一个中心孔和一圈螺栓孔，内衬成圆管形，位于外壳的圆管形部内。外壳的圆管形部上有数圈外壁向外凸出、内壁向外凹进的凸环，上述凸环的内壁在圆周方向均勻分布着数个内凹部，所述的内衬的外表面与外壳的圆管形部的内表面的形状相一致、并且内衬的外表面与外壳的圆管形部的内表面相紧贴。这种复合式汽车制动鼓的内衬与外壳的结合特别牢固，能延长制动鼓的使用寿命。其钢壳壁厚仅8mm，壁厚相对较薄，制动鼓质量较轻。 外层钢壳结构的强度远远大于灰铁强度，破坏形式为塑性破坏，安全性比灰铁高，因此，不易产生龟裂、掉底等失效，大大提高制动鼓的使用寿命；而内层灰铁结构满足制动鼓的耐磨性、减震性等要求。因此钢、铁复合结构制动鼓完全符合轻量化、高强度、高耐磨性等要求。[0004]但是这种钢铁复合结构制动鼓，外层钢壳包括圆管形部和安装平面两部分，且圆管形部上要有数圈外壁向外凸出、内壁向外凹进的凸环，整体要进行一体成型，需要以旋压机配合专用模具进行多次旋压，将钢板坯料旋压成型，由于钢壳采用8mm厚的低碳钢为原坯料，如果制动鼓法兰和制动壁一体成型，此厚钢板需冲压或旋压较大深度，在冲压或旋压过程中，过度拉伸会导致毛坯受到的拉应力超过了强度极限，以致会产生裂纹和破裂，可见这种方式不仅加工难度较大，产品合格率较低，且需要较大的专用模具进行加工，所以生产成本也较高。实用新型内容[0005]为解决现有技术中产品合格率低、生产成本高的问题，本实用新型目的在于提供一种能降低加工难度的分体焊接式汽车制动鼓钢壳及钢铁复合制动鼓。[0006]为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下一种分体焊接式汽车制动鼓钢壳， 其包括与车轮装配的法兰钢壳和外制动壁；所述外制动壁外形呈鼓形，所述法兰钢壳焊接于所述外制动壁。[0007]根据本实用新型的构思，所述法兰钢壳呈杯形，一侧为法兰面，另一侧的端面向外延伸形成与所述外制动壁匹配的焊接面；所述法兰面上中心为一个安装止口，并有多个与车轮装配的螺栓孔均匀布设于所述安装止口周围。[0008]根据本实用新型的构思，所述外制动壁外周侧为外周壁，两侧分别为内侧面及外侧面。[0009]根据本实用新型的构思，所述外周壁截面形状呈波纹状，并具有一个凸环状的加强带。[0010]根据本实用新型的构思，所述内侧面具有外周的内环面及中心的内通孔，所述内环面外侧面与所述法兰钢壳的焊接面匹配对齐；所述外侧面也具有外周的外环面及中心的外通孔。[0011]根据本实用新型的构思，所述内环面、外环面与外周壁之间围成一个圆环形的容置部，所述容置部具有面向圆心的开放面。[0012]根据本实用新型的构思，所述内侧面的内环面向内凸出于所述制动面，以凸出于所述制动面的部分与所述焊接面焊接，而所述外环面则与所述制动面平齐。[0013]根据本实用新型的构思，所述法兰钢壳和外制动壁为低碳钢材质。[0014]还提供一种包括如前所述的制动鼓钢壳的钢铁复合制动鼓,其还包括内层灰铁结构，所述内层灰铁结构以离心铸造成型于外制动壁内侧，所述内层灰铁结构以面向圆心的一个内环面为制动面。[0015]根据本实用新型的构思，所述内层灰铁结构为HT250材质。[0016]基于以上技术方案，本实用新型相对于现有技术有益效果如下由于采用法兰钢壳和外制动壁各自成型之后，再焊接的方式将两部分连接在一起，相对于现有技术中外层钢壳一体成型的方式，降低了加工外制动壁时的加工深度，能尽量避免深度方向的变形，能降低加工难度以提高产品合格率，且减小了模具从而减少成本。
[0017]图I为本实用新型分体焊接式汽车制动鼓正面结构示意图。[0018]图2为图I中C-C剖视示意图。[0019]图3为本实用新型的法兰钢壳和外制动壁结构分解示意图。[0020]其中，附图标记说明如下[0021]10制动鼓钢壳，，I法兰钢壳，11法兰面，12螺栓孔，13安装止口，14焊接面，2外制动壁，21外周壁，211加强带，22内侧面，221内环面，222内通孔，23外侧面，231外环面， 232外通孔，24容置部，3内层灰铁材质结构，31制动面。
具体实施方式
[0022]体现本实用新型特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。[0023]如图I、图2所示，本实用新型的制动鼓包括由法兰钢壳I和外制动壁2组成的制动鼓钢壳10和内层灰铁结构3。法兰钢壳I和外制动壁2各自成型之后，上，再采用焊接的方式将两部分连接在一起；内层灰铁结构3采用离心铸造方法成型于外制动壁2内侧，具体是将液态金属浇入高速旋转的外制动壁2中，使其在离心力作用下充填铸、凝固而成型。[0024]如图2、图3所示，法兰钢壳I主要用于与车轮的装配，法兰钢壳I外形大致呈杯形，法兰钢壳I 一侧为法兰面11，另一侧的端面向外延伸形成与外制动壁2匹配的焊接面 14。法兰面11上中心为一个安装止口 13，并有多个与车轮装配的螺栓孔12均匀布设于安装止口 13周围。[0025]如图2、图3所示，外制动壁2外形大致呈鼓形，其外周侧为外周壁21，两侧分别为内侧面22及外侧面23。外周壁21截面形状呈由外凸部及内凹部组成的波纹状，并具有一个凸环状的加强带211，加强带211处的厚度大于其它部分，这样可以增大散热面积，提高换热效率，同时有利于后序离心铸造。内侧面22具有外周的内环面221及中心的内通孔222， 内环面221外侧面与法兰钢壳I的焊接面14匹配对齐，以进行焊接。外侧面23也具有外周的外环面231及中心的外通孔232。而内环面221、外环面231与外周壁21之间围成一个圆环形的容置部24，容置部24具有面向圆心的开放面，以便于通过其成型内层灰铁结构3。而成型后的所述内层灰铁结构3面向圆心的一个内环面为平整的制动面31。并且，如图2、图3所示，为了方便与法兰钢壳I的焊接面14焊接，内侧面22的内环面221要向内凸出于制动面31，以凸出于制动面31的部分与焊接面14焊接，而外环面231则可与制动面31 平齐。[0026]本实用新型中法兰钢壳I和外制动壁2较佳选择低碳钢材质，厚度在8_左右。低碳钢基体组织为铁素体和少量珠光体，其强度和硬度相对较低，塑性和韧性比较好，具备良好的冲压成形性，同时这种钢材也具有良好的焊接性，能满足焊接要求。内层灰铁结构3较佳选择HT250 (珠光体类型的灰铸铁)材质，其具有良好的铸造性、耐磨性、减震性和便于切削加工的特点，完全满足离心铸造、机械加工等要求。[0027]本实用新型的制动鼓具体制作过程实施如下(参见图I至图3):[0028]I、选用合适的钢板，采用冲压工艺制成法兰钢壳I。[0029]2、钻法兰面11上的螺栓孔12。[0030]3、采用CNC数控旋压机配合专用模具进行多次旋压，将钢板坯料旋压成型为图2、 图3所示的外制动壁2，同时保证各部分达到要求的壁厚尺寸。[0031]4、将法兰钢壳I和外制动壁2采用压焊方式焊接在一起，具体可采用焊接机器人自动化焊接，焊接质量高而且工作稳定，排除了人为因素造成的焊接质量问题，保证了制动鼓钢壳两部分足够的连接强度，焊接后可以采用X射线无损探伤设备检验焊接接头内部缺陷，同时还可对整个制动鼓进行台架试验，测试制动鼓热疲劳失效。通过以上工艺和检验手段完全可以保证焊接工艺满足制动鼓强度。[0032]5、采用离心铸造的方法铸造该制动鼓内层灰铁结构3。其结合面牢固、耐磨。[0033]6、采用机械加工方法，精加工安装止口 13、法兰面11和制动面31。[0034]7、使用动平衡机检验制动鼓动的平衡量，可以通过在加强带211切削、铣削、钻孔等方法调整制动鼓的动平衡量。[0035]本实用新型分体焊接式钢铁复合结构制动鼓的优点由于采用法兰钢壳I和外制动壁2各自成型之后，再以焊接的方式将两部分连接在一起，相对于现有技术中外层钢壳一体成型的方式，降低了加工外制动壁2时的加工深度，能尽量避免深度方向的变形，能降低加工难度以提高产品合格率，且减小了模具从而减少成本。[0036]虽然已参照几个典型实施例描述了本实用新型，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
权利要求1.一种分体焊接式汽车制动鼓钢壳，其特征在于，包括与车轮装配的法兰钢壳和外制动壁；所述外制动壁外形呈鼓形，所述法兰钢壳焊接于所述外制动壁。
2.如权利要求I所述的分体焊接式汽车制动鼓钢壳，其特征在于，所述法兰钢壳呈杯形，一侧为法兰面，另一侧的端面向外延伸形成与所述外制动壁匹配的焊接面；所述法兰面上中心为一个安装止口，并有多个与车轮装配的螺栓孔均匀布设于所述安装止口周围。
3.如权利要求2所述的分体焊接式汽车制动鼓钢壳，其特征在于，所述外制动壁外周侧为外周壁，两侧分别为内侧面及外侧面。
4.如权利要求3所述的分体焊接式汽车制动鼓钢壳，其特征在于，所述外周壁截面形状呈波纹状，并具有一个凸环状的加强带。
5.如权利要求4所述的分体焊接式汽车制动鼓钢壳，其特征在于，所述内侧面具有外周的内环面及中心的内通孔，所述内环面外侧面与所述法兰钢壳的焊接面匹配对齐；所述外侧面也具有外周的外环面及中心的外通孔。
6.如权利要求5所述的分体焊接式汽车制动鼓钢壳，其特征在于，所述内环面、外环面与外周壁之间围成一个圆环形的容置部，所述容置部具有面向圆心的开放面。
7.如权利要求6所述的分体焊接式汽车制动鼓钢壳，其特征在于，所述内侧面的内环面向内凸出于所述制动面，以凸出于所述制动面的部分与所述焊接面焊接，而所述外环面则与所述制动面平齐。
8.如权利要求I至7任一项所述的分体焊接式汽车制动鼓钢壳，其特征在于，所述法兰钢壳和外制动壁为低碳钢材质。
9.一种包括如权利要求I至8任一项所述的制动鼓钢壳的钢铁复合制动鼓，其特征在于，还包括内层灰铁结构，所述内层灰铁结构以离心铸造成型于外制动壁内侧，所述内层灰铁结构以面向圆心的一个内环面为制动面。
10.如权利要求9所述的钢铁复合制动鼓，其特征在于，所述内层灰铁结构为HT250材质。
专利摘要本实用新型提供一种分体焊接式汽车制动鼓钢壳及钢铁复合制动鼓，其包括由法兰钢壳及外制动壁组成的制动鼓钢壳和内层灰铁结构，所述法兰钢壳焊接连接于所述外制动壁，所述内层灰铁结构以离心铸造成型于外制动壁内侧，所述内层灰铁结构面向圆心的一个内环面为制动面。由于采用法兰钢壳和外制动壁各自成型之后，再焊接的方式将两部分连接在一起，相对于现有技术中外层钢壳一体成型的方式，降低了加工外制动壁时的加工深度，能尽量避免深度方向的变形，能降低加工难度以提高产品合格率，且减小了模具从而减少成本。还采用离心铸造的方法铸造该制动鼓内层灰铁结构，使其结合面牢固、耐磨。
文档编号F16D65/10GK202746465SQ201220449509
公开日2013年2月20日 申请日期2012年9月5日 优先权日2012年9月5日
发明者周立刚, 李建, 陈华伟, 周书东, 杨新华, 董飞, 田倬于 申请人:驻马店中集华骏铸造有限公司, 中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司, 中集车辆(集团)有限公司