一种钢制薄壁管式皮带轮生产工艺的制作方法

本发明涉及加工成型领域，具体涉及一种钢制薄壁管式皮带轮生产工艺。

背景技术：

钢制薄壁管式皮带轮从成型工艺上来讲，目前大体可以分为铸造成型管式皮带轮、锻压成型管式皮带轮、管材焊接成型及机加工成型管式皮带轮四种。

目前市场上较为常用的是管材焊接成型管式皮带轮加工工艺，这种加工工艺方法的缺点在于：1、法兰制作浪费材料严重，按照法兰宽度为100mm，板材料最为合理的利用率通过函数计算仅为35.75%；2、而焊接过程中也会致使焊接不均、包焊、夹焊漏焊等问题发生，对焊接人员或设备有很高的要求；3、由于是焊接成型、冷拉管坯、焊接位、冷轧板法兰这三者材质晶间应力腐蚀均不一样，所以热处理时必须要进行合理的调质处理，使其总体的内部晶间分子结构排列一致，为此，如热处理调质工艺不成熟，在使用过程中就会致使疲劳性能差，焊接位应力腐蚀性不强而断裂的情况发生。

技术实现要素：

1、要解决的技术问题

为解决现有技术存在的材料浪费、焊接不均及使用性能差等缺陷，本发明提供一种钢制薄壁管式皮带轮生产工艺。

2、技术方案

本发明的目的主要通过以下的技术方案来实现。

本发明的一种钢制薄壁管式皮带轮生产工艺，包括以下步骤：

落料、两端轮毂折叠位外侧a、b位微车削、旋压成型、两端内径内壁a、b位车削、磷化、电泳封塑、精车内孔及成型；

其中，所述两端轮毂折叠位外侧a、b位微车削，通过改变两端d轮毂位厚度及材料的物理特性，使其旋压时能在两端轮毂折叠位形成柔性过度段；

旋压成型步骤，采用长导旋压动力头和具有翻旋功能结构的旋压模，通过旋压模模具进行夹持、两端限位和翻旋，对两端进行连续和多次旋压以实现两端一次成型；

电泳封塑步骤，利用自动化操控，对电泳液采用自动化过滤循环系统，以满足表面光洁度，同时能够通过至少24小时的盐雾试验要求。

进一步的，在所述旋压成型步骤中，为了满足表面关洁度、车削后无装夹夹持印痕，采用液压快速自动定心弧形软爪夹持作业。

进一步的，在所述旋压成型步骤中，旋压模采用g001-a-117-g01旋压模。

3、有益效果：

与现有技术相比，本发明的一种钢制薄壁管式皮带轮生产工艺的有益效果在于：

本发明将旋压成型工艺合理应用到了钢制薄壁管式皮带轮成型加工，实现了该类工件的快速一次成型，彻底改变并解决了该类零件目前采用、铸造、锻造、冷冲冷挤压、焊接、机加工成型的方式的缺陷。彻底实现了薄壁、零件本体材质强度、晶间组织排列均匀、抗腐蚀、抗疲劳，重量轻，使用寿命长的优点，同时最为关键的是有效的实现了成本节约、节能降耗，与传统的成型工艺技术相比，总体成本节约至少30%以上，其性能均优于其传统产品的性能。

本发明为了解决传统钢制薄壁管式皮带轮成型工艺的缺点，开发出钢制薄壁管式皮带轮的旋压成型工艺，采取冷拉管坯料两端a、b面微车削轮毂面定型、然后利用旋压工艺的成型机理，解决获取最佳工艺方案和最佳工艺成型的技术参数等关键技术问题。

附图说明

图1是本发明的钢制薄壁管式皮带轮的侧视图。

图2是本发明的钢制薄壁管式皮带轮的正视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图对本发明的具体实施例进行详细地描述，依照这些详细的描述，所属领域技术人员能够清楚地理解本发明，并能够实施本发明。在不违背本发明原理的情况下，各个不同的实施例中的特征可以进行组合以获得新的实施方式，或者替代某些实施例中的某些特征，获得其它优选的实施方式。

1、原材料的选型与研究：

根据钢制薄壁管式皮带轮薄壁、管式的特点以及对金属材料塑性、耐疲劳度、表面光洁度等的要求，故在其原材料选择为冷拉冷拔薄壁不锈钢钢管，管材一般为201、304材质，壁厚3mm±0.5mm。其裁段长度根据产品要求而定。

2、钢制薄壁管式皮带轮旋压成型机理研究

1）运用传统旋压成型的塑性加工理论，研究旋压成型过程，为了实现旋压的工艺的工装模具总体方案提供依据；

2）对旋压成型过程进行数值模拟，获得金属变形过程中的应力应变等场变量的分布及金属的流动规律，为旋压工艺的制订提供理论基础。

3、钢制薄壁管式皮带轮旋压成型工艺方案和工艺参数的研究

1）根据产品结构及性能，对旋压工装模具进行实质设计和生产，同时对其两端轮毂成型塑性理论研究值进行数值模拟，并进行分析对比，确定其旋压前两端轮毂折叠位a、b位微车削工艺的确定；

2）对模旋压成型过程分别进行数值模拟和试验，并分析对比，得出最佳旋压值，优选最佳旋压方案；

3）对旋压成型的钢制薄壁管式皮带轮坯件的金相、拉伸、耐腐蚀性、抗疲劳性进行试验研究，确定优选方案及后段工艺的优化选择。

4）对机加工面和钢制薄壁管式皮带轮本体光洁度和粗糙度进行分析测试，并选择合理的处理方式和方法。

4、具体工艺实施方案，以下实施例以成品外圆直径71mm,内径53mm，轮高25mm，壁厚最厚位置3mm；壁厚最薄位置厚度1mm，材质a3钢管为工艺试例：

根据钢制薄壁管式皮带轮在铸造、锻造、焊接、机加工成型过程中的缺陷，确立旋压成型工艺方案，其工艺流程设计为：落料、两端轮毂折叠位外侧a、b位微车削、旋压成型、两端内径内壁a、b位车削、磷化、电泳封塑、精车内孔、成型。

1）根据钢制薄壁管式皮带轮特性确定，原材料选型及选购；

2）运用传统旋压成型的塑性加工理论，研究旋压成型过程，为了实现旋压的工艺的工装模具总体方案提供依据，对旋压成型过程进行数值模拟，获得金属变形过程中的应力应变等场变量的分布及金属的流动规律，为旋压工艺的制订提供理论基础；

3）在旋压前两端轮毂折叠位外侧a、b位微车削，改变两端轮毂位厚度及材料的物理特性，使其旋压时能在两端轮毂折叠位形成柔性过度段，减少爆裂、断层和有开放式折痕的风险发生；

4）旋压工段，采用了自主创新研发，具有独立自主知识产权的专利技术长导旋压动力头和具有翻旋功能结构的g001-a-117-g01旋压模，该模具具有夹持、两端限位、翻旋等结构和功能，能够实现两端连续和多次旋压，两端一次成型的特性及功能；

5）为了满足表面关洁度、车削后无装夹夹持印痕，故采用了自主知识产权专利技术液压快速自动定心弧形软爪夹持作业；

6）电泳封塑为满足表面光洁度，同时能够通过至少24小时的盐雾试验要求，故对电泳生产线进行设计改造，使其实现自动化操控模块，减少人工，同时树脂液（电泳液）采用自动化过滤循环系统，减少了树脂静态沉积，形成颗粒致使电泳后皮带轮表面麻点，影响其光洁度。

7）根据理论和实践论证旋压成型钢制薄壁管式皮带轮可行性，并在公司生产过程中全面推广，并批量投入试用，对试用和试验数据进行验证分析，进行持续改进。

其中，研究开发的技术关键如下表所示：

尽管在上文中参考特定的实施例对本发明进行了描述，但是所属领域技术人员应当理解，在本发明公开的原理和范围内，可以针对本发明公开的配置和细节做出许多修改。本发明的保护范围由所附的权利要求来确定，并且权利要求意在涵盖权利要求中技术特征的等同物文字意义或范围所包含的全部修改。