專利名稱：擋圈成形模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及沖壓模具制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于對重載工程車的車輪擋圈進行沖壓的模具。
背景技術(shù)：
車輪擋圈是重載工程車車輪的重要組成件之一，它裝在輪輞上為輪胎提供軸向和徑向的支承，直接承受輪胎傳遞的壓力。有一種重載工程車的車輪擋圈，它是由弧形擋邊與座圈通過一弧形連接部連結(jié)成一體的環(huán)形件，所述弧形擋邊與所述弧形連接部的彎曲方向相反，所述座圈為設(shè)有斜角的上大下小的錐筒，該斜角的角度為5度 7度。這種車輪擋圈的制作方法是1、在第一壓制工序，使用一種擋圈沖壓模具將焊接成圓筒形的坯料的下部壓制成車輪擋圈的座圈；2、在第二壓制工序，使用一種擋圈成形模具將圓筒形的坯料上部壓制成車輪擋圈的弧形擋邊和與所述座圈連接的弧形連接部。第二壓制工序中的擋圈成形模具包括成形凹模和成形凸模，所述成形凹模的型腔的下段為斜角a的上大下小的錐孔，所述錐孔的斜角a的角度為5度 7度；所述型腔的上部設(shè)有一段直徑大于所述錐孔大端直徑的內(nèi)圓柱面，在所述型腔的上端口設(shè)有一段與所述內(nèi)圓柱面連接的上大下小的內(nèi)圓錐面，所述內(nèi)圓錐面的斜角的角度為O度 7度；所述型腔的上部的所述內(nèi)圓柱面的直徑大于所述型腔的下段的所述錐孔的大端直徑，所述內(nèi)圓柱面與所述錐孔的內(nèi)圓錐面之間有兩個圓滑過渡的曲面；所述成形凸模的下段為斜角與所述錐孔的斜角a相同的錐體，所述成形凸模的上部設(shè)有一段直徑大于所述錐體大端直徑的圓柱面，在所述成形凸模的上端設(shè)有一段與所述圓柱面連接的外圓錐面，所述外圓錐面的斜角的角度為O度 7度；所述圓柱面與所述錐體的外圓錐面之間有兩個圓滑過渡的曲面；所述成形凹模與所述成形凸模呈合模狀態(tài)時，所述成形凸模與所述成形凹模型腔之間的間隙為H ;其中H=h+x，h為坯料的厚度；X為沖壓間隙，所述沖壓間隙根據(jù)所述坯料的屈服強度設(shè)置。這種擋圈成形模具在使用過程中存在如下問題
1、在對工程車輪的缺陷統(tǒng)計中，因車輪擋圈的弧形連接部的開裂造成的缺陷占到車輪擋圈缺陷總量的60%以上，其原因是因為車輪擋圈在壓制過程中均是通過模具擴張成成形，成形的車輪擋圈厚度小于原料板的厚度，特別是弧形連接部的厚度只有原料板厚度的85%，降低了車輪擋圈的承載能力，工作一段時間后車輪擋圈的弧形連接部容易出現(xiàn)開裂現(xiàn)象；
2、為了方便車輪擋圈在壓制成形后的退料，在成形凹模上端口和成形凸模上端均設(shè)有O度 7度傾斜方向朝外的拔模斜角；因此在壓制成形的車輪擋圈的弧形擋邊端部有O度 7度的傾斜方向朝外的斜角，當(dāng)車輪擋圈與輪胎裝配時，車輪擋圈弧形擋邊端部的傾斜朝外的邊緣會割傷輪胎，留下事故隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種可防止車輪擋圈的弧形連接部的厚度變薄的擋圈成形模具。本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為這種擋圈成形模具包括成形凹模和成形凸模，所述成形凹模的型腔的下段為斜角a的上大下小的錐孔，所述型腔的上部設(shè)有一段直徑大于所述錐孔大端直徑的內(nèi)圓柱面，所述型腔的上部的所述內(nèi)圓柱面的直徑大于所述型腔的下段的所述錐孔的大端直徑，所述內(nèi)圓柱面與所述錐孔的內(nèi)圓錐面之間至少有兩個圓滑過渡的曲面；所述成形凸模的下段為斜角與所述錐孔的斜角a相同的錐體，所述成形凸模的上部設(shè)有一段直徑大于所述錐體大端直徑的圓柱面，所述圓柱面與所述錐體的外圓錐面之間至少有兩個圓滑過渡的曲面，與所述外圓錐面上端連接的曲面的頂端高于與所述圓柱面連接的曲面的底端；與所述內(nèi)圓錐面上端連接的曲面的頂端高于與所述內(nèi)圓柱面連接的曲面的底端；所述成形凹模與所述成形凸模呈合模狀態(tài)時，所述錐體與所述錐孔之間的間隙為H，H=h+x，其中h為坯料的厚度，X為沖壓間隙，與所述圓柱面連接的曲面的底端和與所述內(nèi)圓柱面連接的曲面的底端之間的間隙為L，L=H-1毫米，所述圓柱面與所述內(nèi)圓柱面之間的間隙為S，S=h+2毫米。上述擋圈成形模具的技術(shù)方案中，更具體的技術(shù)方案還可以是所述成形凹模在與所述內(nèi)圓柱面連接的曲面和與所述內(nèi)圓錐面上端連接的曲面之間連接有一段內(nèi)圓錐面，所述內(nèi)圓錐面的斜角e的角度為87度 89度；所述成形凸模在與所述圓柱面連接的所述曲面和與所述外圓錐面上端連接的所述曲面之間連接有一段外圓錐面，所述外圓錐面的斜角f的角度為85度 87度。進一步的，所述內(nèi)圓錐面的斜角e的角度為87. 6度，所述外圓錐面的斜角f的角度為85. 6度。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果
1、當(dāng)成形凸模下降到設(shè)定值時，成形凸模的與圓柱面連接的曲面的底端和成形凹模的與內(nèi)圓柱面連接的曲面的底端之間的間隙小于坯料的厚度，成形凹模兩段曲面之間的內(nèi)圓錐面和成形凸模兩段之間的外圓錐面之間形成朝弧形連接部方向逐漸變大的錐環(huán)形空間，成形凸模對坯料進行壓制時把坯料組織朝弧形連接部方向擠壓，使得弧形連接部的厚度增力口，壓制成形的車輪擋圈的弧形連接部的厚度增厚了 10%，大大提升了車輪擋圈的承載能力；
2、當(dāng)成形凸模下降到設(shè)定值時，成形凸模的與圓柱面連接的曲面的底端和成形凹模的與內(nèi)圓柱面連接的曲面的底端之間的間隙小于坯料的厚度，使得在壓制形成的弧形擋邊處形成一個方向朝中心的力矩，從而使弧形擋邊的端部向中心線彎曲，角度為3度 4度；成形凸模的圓柱面與成形凹模的內(nèi)圓柱面之間的間隙大于坯料的厚度，這樣就確保弧形擋邊的端部向中心線彎曲時有足夠的空間；成形凹模兩段曲面之間的內(nèi)圓錐面的斜角e和成形凸模兩段之間的外圓錐面的斜角f的角度之差為3度，使得壓制形成的弧形擋邊產(chǎn)生3度的反凹角度，當(dāng)卸下壓制完成的車輪擋圈，弧形擋邊在彈性應(yīng)變的作用下變?yōu)樗?，同時帶動弧形擋邊的端部向中心彎曲至5度 7度，達(dá)到產(chǎn)品的設(shè)計要求。當(dāng)車輪擋圈與輪胎裝配，車輪擋圈傾斜向內(nèi)的弧形擋邊端部不會割傷輪胎。


圖1是本發(fā)明實施例的車輪擋圈的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明實施例的擋圈成形模具的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2的B處的局部放大圖。
具體實施例方式實施例1 :
如圖1所示的重載工程車的車輪擋圈是由弧形擋邊6-1與座圈6-3通過一弧形連接部6-2連結(jié)成一體的環(huán)形件，弧形擋邊6-1與弧形連接部6-2的彎曲方向相反，座圈6-3的斜角的角度為5度 7度的上大下小的錐筒，車輪擋圈的厚度即為坯料的厚度h，h為16毫米。如圖2所示的擋圈成形模具包括設(shè)有型腔的成形凹模4和成形凸模5，成形凹模4型腔的下段為斜角a的上大下小的錐孔，錐孔的斜角a的角度為5度；本實施例中成形凹模4型腔的上部設(shè)有一段直徑大于型腔的下段的錐孔大端直徑的內(nèi)圓柱面，內(nèi)圓柱面與錐孔的內(nèi)圓錐面之間有兩個圓滑過渡的曲面，與內(nèi)圓錐面上端連接的曲面的頂端的端點P高于與內(nèi)圓柱面連接的曲面的底端的端點0，如圖3所示。成形凹模4在與內(nèi)圓柱面連接的曲面和與內(nèi)圓錐面上端連接的曲面之間連接有一段內(nèi)圓錐面，內(nèi)圓錐面的斜角e的角度為87度。成形凸模5的下段為斜角與成形凹模4型腔的下段的錐孔的斜角a相同的錐體，本實施例的成形凸模5的上部設(shè)有一段直徑大于成形凸模5的下段的錐體大端直徑的圓柱面，圓柱面與錐體的外圓錐面之間有兩個圓滑過渡的曲面，與外圓錐面上端連接的曲面的頂端的端點N高于與圓柱面連接的曲面的底端的端點M，如圖3所示。成形凸模5在與圓柱面連接的曲面和與外圓錐面上端連接的曲面之間連接有一段外圓錐面，外圓錐面的斜角f的角度為85度。成形凹模4與成形凸模5呈合模狀態(tài)時，成形凸模5的下段的錐體與成形凹模
4型腔的下段的錐孔之間的間隙為H為16. 3毫米，其中H=h+x，本實施例中的坯料的厚度h為16毫米，x=0. 3毫米，X為沖壓間隙，根據(jù)坯料的屈服強度設(shè)置；成形凸模5的與圓柱面連接的曲面的底端的端點M和成形凹模4的與內(nèi)圓柱面連接的曲面的底端的端點O之間的間隙L為15. 3毫米，成形凸模5的圓柱面與成形凹模4的內(nèi)圓柱面之間的間隙S為18毫米。成形凹模4和成形凸模5裝在壓力機上。實施例2:
成形凹模4型腔的下段為上大下小的錐孔，錐孔的斜角a的角度為7度；成形凹模4的兩段曲面之間的內(nèi)圓錐面的斜角e的角度為87度；成形凸模5的兩段曲面之間的外圓錐面的斜角f的角度為85度。其他特征與實施例1相同。實施例3
成形凹模4型腔的下段為上大下小的錐孔，錐孔的斜角a的角度為7度；成形凹模4的兩段曲面之間的內(nèi)圓錐面的斜角e的角度最好為87. 6度；成形凸模5的兩段曲面之間的外圓錐面的斜角f的角度為最好為85. 6度。其他特征與實施例1相同。工作時，將完成第一壓制工序的坯料置于擋圈成形模具的成形凹模4的型腔內(nèi)，驅(qū)動成形凸模5自上而下對坯料進行壓制，當(dāng)成形凸模5下降至設(shè)置位置時，即成形凸模5的下段的錐體與成形凹模4型腔的下段的錐孔之間的間隙H為16. 3毫米，退出成形凸模5和完成壓制的車輪擋圈即可。當(dāng)成形凸模5下降到設(shè)定值時，成形凸模5的與圓柱面連接的曲面的底端和成形凹模4的與內(nèi)圓柱面連接的曲面的底端之間的間隙L為15. 3毫米，成形凹模4的兩段曲面之間的內(nèi)圓錐面的斜角e和成形凸模5兩段之間的外圓錐面的斜角f的角度之差為3度，內(nèi)圓錐面和外圓錐面之間形成朝弧形連接部6-2方向逐漸變大的錐環(huán)形空間，對坯料進行壓制時把坯料組織朝弧形連接部6-2方向擠壓，使得弧形連接部6-2的厚度增加，壓制成形的車輪擋圈的弧形連接部6-2的厚度為17. 6毫米，增厚了 10%，大大提升了車輪擋圈的承載能力；尤其是當(dāng)斜角e的角度為87. 6度，斜角f的角度為85. 6時成形凹模4和成形凸模5的擠壓效果最好。此外，當(dāng)成形凸模5下降至設(shè)置位置時，成形凸模5的下段的錐體與成形凹模4型腔的下段的錐孔之間的間隙H為16. 3毫米，成形凸模5的與圓柱面連接的曲面的底端和成形凹模4的與內(nèi)圓柱面連接的曲面的底端之間的間隙L為15. 3毫米，使得壓制形成的弧形擋邊6-1形成一個方向朝中心的力矩，從而使弧形擋邊6-1的端部向中心彎曲，彎曲的角度為3度 4度；成形凸模5的圓柱面與成形凹模4的內(nèi)圓柱面之間的間隙S則為18毫米，這樣確保弧形擋邊的端部向中心線彎曲時有足夠的空間。由于成形凹模4的兩段曲面之間的內(nèi)圓錐面的斜角e與成形凸模5的兩段曲面之間的外圓錐面的斜角f的角度之差為3度，使得壓制形成的車輪擋圈的弧形擋邊6-1產(chǎn)生一個3度的反凹角度，當(dāng)卸下壓制完成的車輪擋圈時，弧形擋邊6-1在彈性應(yīng)變的作用下變?yōu)樗?，同時會帶動弧形擋邊6-1的端部向中心彎曲至5度 7度，達(dá)到產(chǎn)品的設(shè)計要求。當(dāng)車輪擋圈與輪胎裝配，車輪擋圈傾斜向內(nèi)的弧形擋邊6-1端部不會割傷輪胎，尤其是氣壓偏小的時候。
權(quán)利要求
1.一種擋圈成形模具，包括成形凹模(4)和成形凸模(5)，所述成形凹模(4)的型腔的下段為斜角a的上大下小的錐孔，所述型腔的上部設(shè)有一段直徑大于所述錐孔大端直徑的內(nèi)圓柱面，所述型腔的上部的所述內(nèi)圓柱面的直徑大于所述型腔的下段的所述錐孔的大端直徑，所述內(nèi)圓柱面與所述錐孔的內(nèi)圓錐面之間至少有兩個圓滑過渡的曲面；所述成形凸模(5)的下段為斜角與所述錐孔的斜角a相同的錐體，所述成形凸模(5)的上部設(shè)有一段直徑大于所述錐體大端直徑的圓柱面，所述圓柱面與所述錐體的外圓錐面之間至少有兩個圓滑過渡的曲面，其特征在于與所述外圓錐面上端連接的曲面的頂端高于與所述圓柱面連接的曲面的底端；與所述內(nèi)圓錐面上端連接的曲面的頂端高于與所述內(nèi)圓柱面連接的曲面的底端；所述成形凹模(4)與所述成形凸模(5)呈合模狀態(tài)時，所述錐體與所述錐孔之間的間隙為H，H=h+x，其中h為坯料的厚度，X為沖壓間隙，與所述圓柱面連接的曲面的底端和與所述內(nèi)圓柱面連接的曲面的底端之間的間隙為L，L=H-1毫米，所述圓柱面與所述內(nèi)圓柱面之間的間隙為S，S=h+2毫米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擋圈成形模具，其特征在于所述成形凹模(4)在與所述內(nèi)圓柱面連接的曲面和與所述內(nèi)圓錐面上端連接的曲面之間連接有一段內(nèi)圓錐面，所述內(nèi)圓錐面的斜角e的角度為87度 89度；所述成形凸模(5)在與所述圓柱面連接的所述曲面和與所述外圓錐面上端連接的所述曲面之間連接有一段外圓錐面，所述外圓錐面的斜角f的角度為85度 87度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擋圈成形模具，其特征在于所述內(nèi)圓錐面的斜角e的角度為87. 6度，所述外圓錐面的斜角f的角度為85. 6度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種擋圈成形模具，包括成形凹模和成形凸模，成形凹模的型腔的下段為斜角a的上大下小的錐孔，型腔的上部設(shè)有一段直徑大于錐孔大端直徑的內(nèi)圓柱面，型腔的上部的內(nèi)圓柱面的直徑大于型腔的下段的錐孔的大端直徑，內(nèi)圓柱面與錐孔的內(nèi)圓錐面之間至少有兩個圓滑過渡的曲面；成形凸模的下段為斜角與錐孔的斜角a相同的錐體，成形凸模的上部設(shè)有一段直徑大于錐體大端直徑的圓柱面，圓柱面與錐體的外圓錐面之間至少有兩個圓滑過渡的曲面，與外圓錐面上端連接的曲面的頂端高于與圓柱面連接的曲面的底端；與內(nèi)圓錐面上端連接的曲面的頂端高于與內(nèi)圓柱面連接的曲面的底端。較之現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明可防止車輪擋圈的弧形連接部的厚度變薄和弧形擋邊的端部割傷輪胎。
文檔編號B21D37/10GK103042119SQ201310016858
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者鄒業(yè)煒, 崔振山, 隋大山 申請人:柳州市宇翔工程機械鋼圈有限公司, 上海交通大學(xué)