链轮的加工方法、加工设备及工程机械与流程

本发明涉及锻造成型技术领域，具体涉及一种链轮的加工方法、加工设备及工程机械。

背景技术：

目前，驱动链轮是工程机械中使用最广泛的四轮一带部件。驱动链轮的作用是将行走马达的驱动力传递给履带底盘，从而使工程机械完成行走动作。目前驱动链轮的生产方法多使用铸造成型及锻压成型。采用铸造成型的驱动链轮，由于铸造工艺本身存在的内部气孔、砂眼、疏松等缺陷，从而使得驱动链轮的成品不良率较高。而目前锻造成型的驱动链轮采用传统环锻工艺，环锻工艺需要采用碾环机对坯料进行扩孔，而碾环机扩孔工序易将锻造产生的表面氧化皮碾入工件内部，使得工件出现较多夹皮、裂纹等缺陷。一些现有技术中，在锻造的粗锻工序中使用锻压机对坯料进行反复锻打，坯料产生塑性变形从而获得仿形齿坯。但是在上述工艺中，粗锻时需要多次反复锻打制坯，生产效率较低。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的链轮锻造工艺容易使工件出现夹皮、裂缝等问题，以及生产效率较低的缺陷，从而提供一种链轮的加工方法、加工设备及工程机械。

为了解决上述问题，本发明提供了一种链轮的加工方法，包括：步骤s1：将坯料加热至预设温度；步骤s2：将坯料放置于第一模具中，第一模具合模后在坯料的中部形成通孔；步骤s3：将坯料放置于第二模具中，第二模具合模后对通孔进行扩孔，以使坯料形成环形锻件。

可选地，步骤s2的合模方向和步骤s3的合模方向相反。

可选地，预设温度在900至1100℃的范围内。

可选地，加工方法还包括：步骤s4：对坯料的通孔、齿面和齿形进行精锻。

本发明还提供了一种链轮的加工设备，包括：第一模具，适于对坯料的中部形成通孔，第一模具包括第一模台和第一冲头，第一模台上设置有第一通孔，第一冲头与第一通孔对应设置；第二模具，适于对通孔进行扩孔，第二模具包括第二模台和第二冲头，第二模台上设置有第二通孔，第二冲头与第二通孔对应设置。

可选地，第一模台包括容纳凹部，第一通孔设置在容纳凹部的底壁上，坯料置于容纳凹部内，容纳凹部的侧壁包括第一斜面，第一冲头的侧壁包括第二斜面，第一模台合模时，第一斜面和第二斜面分别挤压坯料的内外表面。

可选地，第一斜面和第二斜面的倾斜方向相同。

可选地，坯料放置在第二模台的下方，第二冲头设置在第二模台的下方。

可选地，第二冲头的侧壁包括第三斜面，第三斜面和第二斜面的倾斜方向相反。

本发明还提供了一种工程机械，包括履带以及与履带连接的链轮，链轮由上述的加工方法制成。

本发明具有以下优点：

利用本发明的技术方案，在生产链轮时，将坯料加热至预设温度后，将坯料放置于第一模具中，第一模具合模后在坯料上形成通孔。然后将坯料放置于第二模具上，第二模具合模后将坯料上的通孔进行扩孔，进而使得饼状的坯料形成环形锻件。上述工艺一方面能够减少夹皮，裂纹等工件缺陷，另一方面工序较少，不需要反复锻打，从而提升生产效率。因此本发明的技术方案解决了技术中的链轮锻造工艺容易使工件出现夹皮、裂缝等问题，以及生产效率较低的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明的链轮的加工方法中第一模具的结构示意图；

图2示出图1中第一模具在合模后的结构示意图；

图3示出了本发明的链轮的加工方法中第二模具的结构示意图；

图4示出图3中第二模具在合模后的结构示意图；

图5示出了图本发明的链轮的加工方法中精锻的示意图；以及

图6示出了本发明的链轮的加工方法中锻造后的链轮坯料的结构示意图。

附图标记说明：

10、坯料；20、第一模具；21、第一模台；211、第一通孔；212、容纳凹部；213、第一斜面；22、第一冲头；221、第二斜面；30、第二模具；31、第二模台；311、第二通孔；32、第二冲头；321、第三斜面。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1至图4所示，本实施例的链轮的加工方法包括：

步骤s1：将坯料10加热至预设温度；

步骤s2：将坯料10放置于第一模具20中，第一模具20合模后在坯料10的中部形成通孔；

步骤s3：将坯料10放置于第二模具30中，第二模具30合模后对通孔进行扩孔，以使坯料10形成环形锻件。

利用本实施例的技术方案，在生产链轮时，将坯料10加热至预设温度后，将坯料10放置于第一模具20中，第一模具20合模后在坯料10上形成通孔。然后将坯料10放置于第二模具30上，第二模具30合模后将坯料10上的通孔进行扩孔，进而使得饼状的坯料10形成环形锻件。上述工艺一方面能够减少夹皮，裂纹等工件缺陷，另一方面工序较少，不需要反复锻打，从而提升生产效率。因此本实施例的技术方案解决了技术中的链轮锻造工艺容易使工件出现夹皮、裂缝等问题，以及生产效率较低的缺陷。

需要说明的是，在步骤s1中，通过将坯料加热至较高的温度，使得坯料在收到挤压后能够塑型变形，从而实现锻造加工的效果。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，第一模具20包括第一模台21和第一冲头22，第一模台21上设置有第一通孔211，第一冲头22与第一通孔211对应设置，坯料10放置在第一模台21上。具体而言，坯料10在经过第一模具20锻造前为饼状结构。在上述的步骤s2中，将饼状的坯料10放置于第一模台21上，第一通孔211位于坯料10的中部。当第一冲头22朝向第一通孔211运动时，能够在坯料10的中部进行冲孔。该工序类似于热冲孔工艺。

进一步地，第一冲头22设置在第一模台21的上方，也即第一模台21相对于第一冲头22而言为下模，第一冲头22的锻压方向为向下。

如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，第一模台21包括容纳凹部212，第一通孔211设置在容纳凹部212的底壁上，坯料10置于容纳凹部212内。容纳凹部212的侧壁包括第一斜面213，第一冲头22的侧壁包括第二斜面221，第一模台21合模时，第一斜面213和第二斜面221分别挤压坯料10的内外表面。具体而言，从图2可以看到，在第一模具20合模的过程中，第一冲头22的底部在坯料10的中部进行冲孔。在第一冲头22继续向下运动的过程中，第二斜面221向外挤压通孔的内壁，进而对通孔起到初步扩孔的作用。上述的第一斜面213对坯料的外侧面起到定位的作用，进而使得当第一冲头22下压时，第二斜面能够对坯料10的通孔的内侧壁起到挤压的效果。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，第一斜面213和第二斜面221的倾斜方向相同。具体而言，第一斜面213和第二斜面221均为上端向外倾斜的斜面。上述结构使得当第一模具20合模后，坯料10的横截面形成梯形结构，并且该梯形结构的两个侧边的倾斜方向相同。进一步地，第二斜面221的倾斜角度大于第一斜面213的倾斜角度。

如图3所示，在本实施例的技术方案中，第二模具30包括第二模台31和第二冲头32，第二模台31上设置有第二通孔311，第二冲头32与第二通孔311对应设置，坯料10放置在第二模台31上。具体而言，在步骤s3中，将中部带有通孔的坯料10放置在第二模台31上，当第二模具30合模后，对坯料10中部的通孔进行扩孔，进而使得坯料10形成环形锻件。进一步地，为了保证在第二模具30合模后，能够对通孔进行扩孔，本实施例中第二通孔311的直径要大于上述第一通孔211的直径。进而使得当坯料10通过第二模具30锻压后，其通孔的直径要大于通过第一模具20后的直径。

如图3和图4所示，在本实施例的技术方案中，坯料10放置在第二模台31的下方，第二冲头32设置在第二模台31的下方。具体而言，第二冲头32由下自上对通孔进行扩孔。由于坯料10通过第一模具20后，其上端向外倾斜，因此使得第二冲头32由下自上对通孔进行扩孔，其扩张效果更好。

需要说明的是，本实施例中“坯料10放置在第二模台31上”指的是坯料10放置在第二模台31的下表面上。当然，在一些未示出的实施方式中，第二冲头32也可以放置在第二模台31的上方，也即第二冲头32的锻压方向为由上自下。此时，“坯料10放置在第二模台31上”指的坯料10放置在第二模台31的上表面上。

如图4所示，在本实施例的技术方案中，第二冲头32的侧壁包括第三斜面321，第三斜面321和第二斜面221的倾斜方向相反。具体而言，第三斜面321为下端向外倾斜的斜面。因此第二冲头32在向上运动的过程中，第三斜面321能够将坯料10的下端向外扩张，从而使得坯料10的扩孔效果更好。结合图2和图4可以看到，坯料10在通过第二模具30后，由下端收缩的结构锻造为上端收缩的结构，并最终形成环形锻件。

本实施例中，预设温度在900至1100℃的范围内。优选地，预设温度为1000℃。当然，本领域技术人员可以根据锻造工艺的不同，对上述的预设温度进行适应性地调整。

如图5所示，在本实施例的技术方案中，加工方法还包括：

步骤s4：对坯料10的通孔、齿面和齿形进行精锻。

具体而言，在步骤s4中，将通过步骤s3后的环形锻件进行精锻，包括对坯料10的中心通孔进行精锻，锻造出齿面和齿形。经过步骤s4后的锻件结构如图6所示。

本实施例还提供了一种工程机械，包括履带以及与履带连接的链轮，链轮由上述的加工方法制成。优选地，本实施例中的工程机械为挖掘机，当然，其他采用履带进行行走的工程机械，其链轮都可以采用上述的加工方法来制造。

根据上述描述，本实施例中的链轮的加工方法具有以下特点：

1、相比传统锻造工艺，可减少粗锻时反复锻打次数，提高效率与模具寿命；

2、利用热冲孔替代碾环工序，解决传统碾环工序易产生的夹皮、裂纹的缺陷问题。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。