[發(fā)明專利]一種車輪輪輞制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410420258.7
• 申請日: 2014-08-25
• 公開（公告）號(hào): CN104227349B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔旭昌;鄧強(qiáng);王立志;李志遠(yuǎn);吳合猛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航天科技集團(tuán)公司長征機(jī)械廠
• 主分類號(hào): B23P15/00
• 分類號(hào): B23P15/00;B21D22/14
• 代理公司: 成都金英專利代理事務(wù)所(普通合伙)51218
• 代理人: 袁英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車輪輪輞制造工藝技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種車輪輪輞制造方法。

背景技術(shù)

目前，歐美等發(fā)達(dá)國家在礦山機(jī)械這一行業(yè)領(lǐng)域處于壟斷地位，并針對印度、中國等發(fā)展中國家實(shí)施技術(shù)封鎖。在全球一體化的大環(huán)境下，礦山機(jī)械中車輪等部分配件推行全球采購的經(jīng)營模式。隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，采取新工藝新方法等技術(shù)手段提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率、降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，已成為企業(yè)謀取利潤、獲得長足發(fā)展的重要策略。

礦山車輪輪輞的主體結(jié)構(gòu)為法蘭和錐形筒體兩部分組成，傳統(tǒng)制造方法最初是在壓力機(jī)上利用熱擴(kuò)口后再翻邊的工藝方法完成法蘭部分成形，而對錐形筒體部分則主要依靠機(jī)械加工方法完成。具體加工工序?yàn)椤跋铝?卷焊-熱擴(kuò)口-熱翻邊-擴(kuò)整校形-機(jī)械加工”，主要工藝缺點(diǎn)為：（a）法蘭熱加工能耗高，操作不方便，效率較低，產(chǎn)品一致性也較差；（b）成形后法蘭壁厚不可控，飛邊較大，材料浪費(fèi)嚴(yán)重；（c）鈑金成形方法獲得的法蘭圓角較大，精度較差，甚至不能滿足某些零件設(shè)計(jì)要求；（d）成形工藝力較大，設(shè)備噸位要求較高；（e）錐形筒體機(jī)械加工余量大，材料利用率低。

為了克服以上缺點(diǎn)，近期某些企業(yè)轉(zhuǎn)為采取由鋼廠定制型鋼的方式實(shí)現(xiàn)該類零件成形，但由于其采購成本較高、周期靈活性差、經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)較高等不足，未能得到推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種材料利用率高、能耗低、操作簡單、生產(chǎn)效率高、成形精度高、產(chǎn)品一致性好的車輪輪輞制造方法，適用于礦山機(jī)械中輪輞這類大直徑厚壁零件的生產(chǎn)制造。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種車輪輪輞制造方法，它包括以下步驟：

S1、采用卷圓-焊接工藝，將平板毛坯卷焊為圓管；

S2、利用鋸床或水切割機(jī)等切割工具將圓管切割下料；

S3、在壓力機(jī)上利用校形模具對坯料內(nèi)孔進(jìn)行擴(kuò)整校形；

S4、依據(jù)筒體結(jié)構(gòu)進(jìn)行錐形筒體旋壓成形，錐形筒體旋壓成形的加工方式為下列兩種方式之一：

方式a)采用縮徑強(qiáng)旋復(fù)合工藝方法，完成對等壁厚錐形筒體的冷旋壓成形；

方式b)采用強(qiáng)旋工藝方法，完成對變壁厚錐形筒體的冷旋壓成形；

S5、采用擴(kuò)口-翻邊-鏟旋-回程的工藝路徑，完成對法蘭的冷旋壓成形；

S6、依據(jù)規(guī)格要求，完成后續(xù)機(jī)械加工。

所述的步驟S1中，板材卷焊過程中對焊縫采取壓平和局部退火處理。

所述的步驟S2中下料尺寸參照產(chǎn)品尺寸依據(jù)體積不變規(guī)律確定。

所述的步驟S4中縮徑強(qiáng)旋復(fù)合工藝是一道次完成，減薄率為5%～35%之間，進(jìn)給率為1.0～4.0mm/r，旋輪形狀為大圓角旋輪；強(qiáng)旋工藝是多道次完成，減薄率為5%～35%，進(jìn)給率為1.0～2.5mm/r，旋輪工作角為15°～30°，旋輪退出角為20°～30°，旋輪圓角半徑為0.4t₀～2t₀，t₀為圓管坯料的原始壁厚；采用雙旋輪無錯(cuò)距旋壓。

所述的步驟S5中擴(kuò)口的目的在于完成預(yù)成形工作，翻邊的目的在于使法蘭基本垂直于筒體，鏟旋的目的在于填充法蘭內(nèi)部小圓角，回程的目的在于控制法蘭厚度基本為等厚度，整個(gè)步驟使用一組旋輪完成，形狀為大圓角旋輪，進(jìn)給率為0.5~4.5mm/r。

所述的步驟S6中機(jī)械加工是利用車床僅對法蘭邊緣、法蘭背面以及焊接坡口進(jìn)行機(jī)械加工。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

旋壓是一種精確塑性成形加工工藝，利用旋壓方法成形該類零件具有成形精度高、材料利用率高、能耗低、操作簡單、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品一致性好以及成形后零件的組織和機(jī)械性能得到改善等諸多優(yōu)點(diǎn)。目前尚且沒有將旋壓工藝應(yīng)用到礦山機(jī)械車輪輪輞制造領(lǐng)域的嘗試或研究，本發(fā)明解決了采用旋壓工藝獲得礦山車輪輪輞的核心技術(shù)問題。

本發(fā)明加工的產(chǎn)品質(zhì)量好：法蘭外端面平整度好且壁厚較為一致、法蘭圓角小、成形精度高，錐形筒體表面光潔度高、直線度好，產(chǎn)品一致性好，成形后零件的組織和機(jī)械性能得到改善，與傳統(tǒng)工藝相比，產(chǎn)品質(zhì)量大大提高；

本發(fā)明材料利用率高：法蘭外端面、筒體表面均可通過旋壓滿足圖紙要求，需機(jī)械加工尺寸僅限于裝配尺寸以及法蘭外緣、法蘭背面、焊接坡口等結(jié)構(gòu)尺寸，加工余量小,材料利用率高；

本發(fā)明生產(chǎn)效率高：本發(fā)明采用冷旋壓工藝獲得礦山車輪輪輞，操作簡單，生產(chǎn)工序大為簡化，旋壓加工節(jié)拍快，生產(chǎn)效率高；