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        擋圈冷壓成形工藝

        2014-12-02 01:34:10柳州市鋼圈廠(chǎng)廣西545007周永紅
        金屬加工(冷加工) 2014年7期
        關(guān)鍵詞:小端擋圈熱加工

        柳州市鋼圈廠(chǎng) (廣西 545007)周永紅

        擋圈是可以從車(chē)輪中輪輞上拆卸下來(lái)的輪緣,輪緣是用來(lái)?yè)踝≥喬?,防止輪胎在輪輞上發(fā)生軸向竄動(dòng)的部位,如圖1 所示。

        圖1

        目前,市場(chǎng)有一種公開(kāi)的專(zhuān)利號(hào)CN200910118389.9輪式工程機(jī)械車(chē)輪用擋圈制造工藝及其專(zhuān)用模具,是一種熱壓縮口工藝,通過(guò)將低碳鋼Q235B 或低合金鋼Q345B 加熱變形來(lái)實(shí)現(xiàn)擋圈的形狀。采用熱加工的辦法,能耗高,產(chǎn)品外觀質(zhì)量差,粉塵大,生產(chǎn)環(huán)境惡劣,生產(chǎn)效率低,不易形成流水線(xiàn)生產(chǎn),也不符合國(guó)家節(jié)能減排的要求。還有一種冷壓縮口工藝,但所采用的材料是寶鋼標(biāo)準(zhǔn)的汽車(chē)結(jié)構(gòu)用冷連扎鋼板,價(jià)格比Q235B 每噸高出600 元左右,生產(chǎn)成本較高。這兩種工藝方法,不論是熱加工也好,還是冷加工也好,其本質(zhì)是在擴(kuò)口時(shí),盡量減少伸長(zhǎng)率——即縮口;熱加工是通過(guò)加熱提高伸長(zhǎng)率,冷加工是選用伸長(zhǎng)率較高的材料;盡管如此,還是有1%~2%左右的脹爆率,這進(jìn)一步增加了生產(chǎn)成本,主要是因?yàn)樵跀U(kuò)口(縮口)時(shí),甚至已經(jīng)達(dá)到了材料伸長(zhǎng)率的極限。另外,外資廠(chǎng)也是采用類(lèi)似的擴(kuò)口(縮口)工藝,材料、模具都是進(jìn)口的,價(jià)格更昂貴。工藝流程如圖2~圖4 所示,分別為卷圓筒、擴(kuò)口(縮口)、成形工藝。

        圖2

        圖3

        圖4

        那么,有沒(méi)有一種辦法,既不用加熱,又不用伸長(zhǎng)率好的材料,更不用昂貴的模具,就能解決擋圈常用材料Q345B 或Q235B 伸長(zhǎng)率不足的問(wèn)題呢?

        其實(shí),解決伸長(zhǎng)率不足,最行之有效的辦法就是在整個(gè)制造過(guò)程中沒(méi)有拉伸變形。本著這樣一種思想,我們來(lái)看一下,從圖2 到圖3,是擴(kuò)口,就是有伸長(zhǎng);要是反過(guò)來(lái),將圓筒直徑直接卷成擴(kuò)口后的直徑,小端直徑采用收縮的方法,材料收縮率又超了,會(huì)起皺紋,顯然更加行不通。若按專(zhuān)利2013100717607 車(chē)輪輪輻冷壓成形加工工藝那樣,先卷成圓餅料,再擴(kuò)小端喇叭口、最后成形,分別如圖5~圖7 所示。問(wèn)題是在擴(kuò)小端喇叭口時(shí),伸長(zhǎng)率同樣超了,沒(méi)法行得通。但是,從圖上我們不難看出,既然可以卷成直的圓筒體,如圖2 所示,也可以卷成平的圓餅料,如圖5 所示,為什么不直接卷成斜的錐筒體,如圖6 所示呢!只要這個(gè)錐筒體大端直徑大于圖3 所示的大端直徑,小端接近圖3 的直徑,斜度保持一樣,這樣所有的問(wèn)題不就都解決了嗎。

        圖5

        圖6

        圖7

        實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)是簡(jiǎn)單的:首先,設(shè)計(jì)一套卷圓輪,如圖8 所示;將3~6 倍尺扁鋼,卷成錐形圓盤(pán)料,如圖9 所示;再制成如圖6 所示的錐筒體;最后壓型成圖7 的擋圈。

        這種工藝自然形成了喇叭口,不需要擴(kuò)口(縮口),則很好地避開(kāi)了伸長(zhǎng)率不足,造成脹爆開(kāi)裂報(bào)廢的問(wèn)題,節(jié)約了由此造成的成本損耗,降低了生產(chǎn)費(fèi)用。同時(shí),在壓型過(guò)程中,大端直徑 (輪緣)是收縮回來(lái)才成形的,沒(méi)有伸長(zhǎng),只有收縮,說(shuō)明輪緣是增厚了,意味著這樣成形的擋圈具有較高的強(qiáng)度。

        圖8

        由此可以看出本工藝相對(duì)舊工藝有如下優(yōu)點(diǎn):

        (1)減少了一道擴(kuò)口(縮口)工序,降低了成本,提高了效率。

        (2)沒(méi)有脹爆開(kāi)裂報(bào)廢造成的成本損耗,降低了生產(chǎn)費(fèi)用。

        (3)由于收縮使輪緣增厚的緣故,擋圈強(qiáng)度提高了。

        (4)沒(méi)有熱加工的高能耗、低產(chǎn)出、外觀差的缺點(diǎn)。

        (5)直接卷成了錐筒體,使得成形簡(jiǎn)單化,易于成形,成形壓力降低,設(shè)備噸位相對(duì)減少,能耗成本也降低。

        (6)若將圖8 中上下滾的斜面按同直徑中最大輪緣高度設(shè)計(jì),那么同直徑不同規(guī)格的擋圈都可以用同一副上下滾模,減少模具投入,柔性制造的優(yōu)點(diǎn)也得到了體現(xiàn)??傊梢哉f(shuō)這是目前為止,較為先進(jìn)的擋圈工藝。

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