專利名稱：鋼圈及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋼圈，尤其涉及一種用于雪地車負重輪、誘導輪的鋼圈及其生產(chǎn)
工藝。
背景技術：
雪地車，其主要用途是一種在雪地、山地、沼澤地、水淹地、泥擰地或沙漠地執(zhí)行任 務的履帶式后勤保障車輛，所以有時也稱"全地形軍用輸送車"?？拷睒O所有周邊國家如 北歐、北美、俄羅斯等國家，受自然氣候的影響長年冰天雪地，雪地車早已成了他們的主要 交通工具之一，特別是軍事后勤物資運輸上，需求量特別大。在科學考察方面，雪地車也為 深入到南極、北極的科考人員提供了物資保障。 通過對國內(nèi)外雪地車相關資料分析，現(xiàn)有世界各國的雪地車，無論是用于軍事后 勤、科學考察或其它民用，都屬于輕便類型，履帶較窄，輪轂較小，導致普遍反映承載力不 夠，穩(wěn)定性能較差。據(jù)相關資料顯示，現(xiàn)各國雪地車的發(fā)展趨勢是盡力減輕自重，改進履帶 和輪轂結構，提高載重量，進一步提高機動性和通過能力。從美、蘇、瑞典及聯(lián)邦德國等國列 裝的雪地車來看，自身重量都較輕，一般皆在1-2噸左右，但承載力也只能達到1000kg。所 以各雪地車制造廠家在設計制造時都盡力簡化座倉設備，改進履帶、輪轂裝置用以提高載 重量。目前，載重量能達到2000kg的只有俄羅斯生產(chǎn)的rT、 cm、 T履帶式兩棲雪地車系列， 因其設計時只增大鋼圈輪轂，雖然承載力提高了，但單位受壓力也相應增大，履帶陷入地面 較深，前進阻力增大，故存在著嚴重的缺陷。西方一些國家如美國LMC1450履帶式雪地車的 履帶板寬度為644mm、鋼圈增大到1M，雖將常規(guī)雪地車的各種指標都有所提高，但其承載力 不到1. 5T，也不能滿足市場的需要。由于地域和市場關系，國內(nèi)雪地車制造廠開發(fā)的雪地車 皆還停留在輕便摩托型款式上，僅供游客旅游觀光，最大載重量只在400kg左右。
本發(fā)明人經(jīng)過長期的摸索研究和反復論證，終于研制出了一種承載能力大、穩(wěn)定 性強的鋼圈，才有本發(fā)明的提出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鋼圈及其生產(chǎn)工藝，提高負重輪的承載能力，有較強 的穩(wěn)定性。 本發(fā)明所采用的技術方案是 本發(fā)明提供了一種鋼圈，包括輪圈，所述的輪圈是一體沖壓成型，輪圈的中心有一 基準平面，該基準平面中心設有定位孔，輪圈的外圈拉伸為側壁，側壁的另一端是一個向內(nèi) 的巻圓結構，在基準平面與側壁之間是帶有曲面形狀的結構。 進一步的，所述輪圖的板料厚度達9. 5mm。所述板料所采用的材質(zhì)是強度等級為 50(美國材料試驗學會標準ASTN)的低合金高強度鋼A715鋼材，屈服強度^ 50000psi。或 者，所述板料的材質(zhì)采用國產(chǎn)Q345B(屈服強度^ 345Mpa ;抗拉強度470-630Mpa ;延伸率 > 21% )。
進一步的，所述輪圈的直徑為(M500士1.5mm，跳動2. 5mm，輪圈的定位孔孔徑為 ^336. 45 337. 55mm，所述側壁的斜度為0. 5° ±0.5° 。 進一步的，所述的基準平面上在與中心定位孔同心的圓周上還均勻分布有若干螺 栓孔，螺栓孔的孔徑為小26mm。 進一步的，所述的巻圓接于側壁的一端，并向內(nèi)巻曲形成兩個標定圓，其中，第一 標定圓為側壁內(nèi)圓，巻圓的末端面距離第一標定圓的高度為55.5士lmm，第二標定圓為巻圓 上距離基準平面最遠的外端面，兩個標定圓之間的寬度為221. 55士lmm，標定圓處的跳動為 2. 5mm。 進一步的，所述曲面形狀的結構是從基準平面向周側外壁延展的不規(guī)則曲面。
本發(fā)明還提供了一種鋼圈的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟( — )坯料沖壓，在經(jīng)粗加工后的坯料中心沖壓一個定位孔，并通過該定位孔定 位加工斜切外圓周，制成厚度和直徑合格的坯料，在成形前被加工成一定厚度和直徑的整 圓； (二)成形，包括拉伸和巻圓，拉伸是先用壓料面板壓住坯料，然后拉伸凸模壓制 材料使其進入凹模模腔內(nèi)；拉伸成型的工件經(jīng)過車前端口后進行巻圓，巻圓是將工件放入 巻圓模具中，用模具的上模壓住工件的內(nèi)平面，頂料筒頂住工件的內(nèi)平面，兩者合力使工件 下壓，工件端口進入凹模后順著模腔進行巻圓變形，直至行程到位完成巻圓；
(三)沖孔，在輪圈的基準平面上沖若干個螺栓孔。 其中，所述的坯料為低合金高強度鋼，優(yōu)選的低合金高強度鋼的材料為Q345B。
進一步的，步驟(一)中坯料的粗加工是將坯料沖裁并加工成平整的方板。步驟 (二)中，在拉伸成型過程中，工件凸緣部分材料的小單元面積由扇形變?yōu)榫匦?，其扇形?料被拉著通過一個楔形槽，在切線方向被壓縮，在半徑方向被拉長，在此變形過程中，小單 元在半徑方向受拉應力的作用，在切向受壓應力的作用，沿著壓料板一凹模圓角一凹模模 腔的方向流動。其中所采用的拉伸凹模的凹模圓角為R30mm。 進一步的，鋼圈的生產(chǎn)工藝還包括后加工處理工序，依次進行跳動檢測、打標識、 去毛剌、防銹處理、檢驗及包裝入庫。
本發(fā)明的有益效果是( — )提高載重能力將原有普通負重輪直徑增大，材料采用屈服強度50000psi 以上、等級為50的低合金高強度鋼。
( 二 )增強穩(wěn)定性能將原來常用引導輪和履帶的接地面擴寬。(三)設計巧妙、成型率高、減少制作成本將傳統(tǒng)的整輪設計改為凹模設計，并采 用拼塊式結構。 本發(fā)明提供的鋼圈，在增加鋼圈直徑和厚度的同時，又加寬改進了履帶裝置，承載 力可增加一倍以上，也降低了履帶對地面的單位壓力，大大提高了運輸效率，給予前沿哨 所、基地或邊防巡邏隊更大的后勤物資保障；還有在科學考察方面，由于載重量大，物資有 保障，一次性考察時間可以相應延長，確保了科學考察的持續(xù)性。


圖1是本發(fā)明鋼圈的主視 圖2是本發(fā)明鋼圈的剖視圖； 圖3是本發(fā)明鋼圈生產(chǎn)工藝的巻圓模的剖視圖；
圖4是圖3中A的局部放大圖。
具體實施例方式
現(xiàn)結合

和具體實施方式
對本發(fā)明進一步說明。 參閱圖1和圖2所示，本發(fā)明提供的一種鋼圈，包括輪圈，所述的輪圈是采用鋼材 板料一體沖壓成型，輪圈的中心有一基準平面l，該基準平面1中心設有定位孔ll，輪圈的 外圈拉伸為側壁2，側壁2的另一端是一個向內(nèi)的巻圓21結構，在基準平面1與側壁2之 間是帶有曲面形狀的結構。所述輪圈的直徑為(M500士1.5mm，圓周4712.4士4. 7mm，跳動 2. 5mm，輪圈的定位孔ll孔徑為小336. 45 337. 55mm，所述側壁2的斜度為0. 5° ±0.5° 。 所述的基準平面1上在與中心定位孔11同心的小400mm圓周上還均勻分布有18個螺栓孔 12，螺栓孔12的孔徑為小26mm。所述輪圈的板料厚度達9. 5mm，板料的材質(zhì)采用國產(chǎn)Q345B。
進一步的，所述的巻圓21位于側壁2的一端，并向內(nèi)巻曲形成兩個標定圓，其中， 第一標定圓31為側壁內(nèi)圓，巻圓的末端面距離第一標定圓31的高度為55. 5士lmm，第二標 定圓32為巻圓上距離基準平面最遠的外端面，兩個標定圓之間的寬度為221. 55士lmm，標 定圓處的跳動為2. 5mm。所述曲面形狀的結構是從基準平面向周側外壁延展的不規(guī)則曲面。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明屬于用厚板制作的大尺寸鈑金類產(chǎn)品，板厚達到9. 5mm， 其相對于薄板件的一個突出特點就是在加工中不允許出現(xiàn)任何沖剪或成形缺陷。因為材料 很厚，所以在前一道工序形成的缺陷將會在后面的工序中無限放大。因此，作為圓筒形回轉(zhuǎn) 體的輪轂，它的坯料必須在成形前被加工成整圓。
本發(fā)明提供的一種鋼圈的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟
( — )坯料加工，將長方形的坯料沖裁并加工成平整的圓板； (二)沖壓，在圓板的中心沖壓一個定位孔，并通過該定位孔定位加工斜切外圓 周，制成厚度和直徑合格的坯料；如果直徑不夠，產(chǎn)品就不能形成規(guī)定的尺寸，在試制中需 制定出合適的直徑，如果圓度不夠，在圓的邊緣出現(xiàn)直邊，在拉伸時該處就會出現(xiàn)很大的缺 失，造成廢品；(三)成形，包括拉伸和巻圓，拉伸是先用壓料面板壓住坯料，然后拉伸凸模壓制 材料使其進入凹模模腔內(nèi)；在這個過程中，工件凸緣部分材料的小單元面積由扇形變?yōu)榫?形，可以想象為扇形毛坯被拉著通過一個楔形槽，在切線方向被壓縮，在半徑方向被拉長， 即在變形過程中，小單元在半徑方向受拉應力的作用，在切向受壓應力的作用，沿著壓料板 —凹模圓角一凹模模腔的方向流動； 拉伸成型的工件經(jīng)過車前端口后進行巻圓，巻圓是將工件放入巻圓模具中，用模 具的上模壓住工件的內(nèi)平面，頂料筒頂住工件的內(nèi)平面，兩者合力使工件下壓，工件端口進 入凹模后順著模腔進行巻圓變形，直至行程到位完成巻圓；
(四)沖孔，在輪圈的基準平面上沖若干個螺栓孔；(五)后加工處理，依次進行跳動檢測、打標識、去毛剌、防銹處理、檢驗及包裝入庫。 本發(fā)明鋼圈生產(chǎn)工藝的成型設備，是壓力為2100噸的液壓機。
本發(fā)明生產(chǎn)所采用的工裝模具，包括拉伸?！獛唸A模——切圓?！獩_孔 模——跳動檢測架——打字?！D(zhuǎn)運器具——包裝設計。其中，所述的拉伸模包括拉伸 凸模、拉伸凹模和壓料面板，所述拉伸凹模的凹模圓角為R30mm ;所述的巻圓模的凹模是拼 塊式結構的，如圖3和圖4所示。 拉伸模具加工方法先將模具工具鋼的材料線切割成扇形的形狀，再在拼塊背面 鉆一些螺釘盲孔，并將它們鎖在固定圈上一起車削出圓弧形狀(留有余量)，然后將拼塊拆 下，經(jīng)過熱處理使其硬度達到58-62HRC，最后將拼塊重新拼合在一起，精車到所需尺寸。
關于拉伸凹模圓角的選取拉伸凹模圓角過大的話，板料流動過快，板料端口因圓 角壓不到而懸空會起皺，影響后續(xù)工序。而拉伸凹模圓角也不宜過小，拉伸過程中的徑向拉 伸使凸緣材料變薄，切向壓縮使凸緣厚度增加，由于拉伸力來自拉伸凸模壓力，是經(jīng)過拉伸 凸模圓角處傳遞到大變形區(qū)上的，拉伸凸模圓角處的材料變薄最嚴重，是最容易破裂的地 方。如果圓角過小或過大，就會造成破裂。加工時可以先將拉伸凹模的圓角加工成適當范 圍內(nèi)較小的尺寸，試模的時候發(fā)現(xiàn)拉伸困難再將圓角加大。 由于工件的尺寸很大，涉及到模具的備料、加工、熱處理，要向小輪圈的凹模那樣 做成整體式的并不現(xiàn)實，因此巻圓凹模設計成拼塊式結構。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明保護的范圍之內(nèi)。
權利要求
一種鋼圈，包括輪圈，其特征在于所述的輪圈是一體沖壓成型，輪圈的中心有一基準平面，該基準平面中心設有定位孔，輪圈的外圈拉伸為側壁，側壁的另一端是一個向內(nèi)的卷圓結構，在基準平面與側壁之間是帶有曲面形狀的結構。
2. 根據(jù)權利要求1所述的鋼圈，其特征在于所述輪圈的板料厚度達9. 5mm。
3. 根據(jù)權利要求1所述的鋼圈，其特征在于所述輪圈的直徑為4 1500±1. 5mm，跳動 2. 5mm，輪圈的定位孔孔徑為4 336. 45 337. 55mm，所述側壁的斜度為0. 5° ±0.5° 。
4. 根據(jù)權利要求1所述的鋼圈，其特征在于所述的基準平面上在與中心定位孔同心 的圓周上還均勻分布有若干螺栓孔，螺栓孔的孔徑為4 26mm。
5. 根據(jù)權利要求l所述的鋼圈，其特征在于所述的巻圓位于側壁的一端，并向內(nèi)巻 曲形成兩個標定圓，其中，第一標定圓為側壁內(nèi)圓，巻圓的末端面距離第一標定圓的高度 為55. 5士lmm，第二標定圓為巻圓上距離基準平面最遠的外端面，兩個標定圓之間的寬度為 221. 55士lmm，標定圓處的跳動為2. 5mm。
6. 根據(jù)權利要求1所述的鋼圈，其特征在于所述曲面形狀的結構是從基準平面向周 側外壁延展的不規(guī)則曲面。
7. 鋼圈的生產(chǎn)工藝，其特征在于包括以下步驟(一) 坯料沖壓，在經(jīng)粗加工后的坯料中心沖壓一個定位孔，并通過該定位孔定位加工 斜切外圓周，制成厚度和直徑合格的坯料，在成形前被加工成一定厚度和直徑的整圓；(二) 成形，包括拉伸和巻圓，拉伸是先用壓料面板壓住坯料，然后拉伸凸模壓制材料 使其進入凹模模腔內(nèi)；拉伸成型的工件經(jīng)過車前端口后進行巻圓；巻圓是將工件放入巻圓 模具中，用模具的上模壓住工件的內(nèi)平面，頂料筒頂住工件的內(nèi)平面，兩者合力使工件下 壓，工件端口進入凹模后順著模腔進行巻圓變形，直至行程到位完成巻圓；(三) 沖孔，在輪圈的基準平面上沖若干個螺栓孔。
8. 根據(jù)權利要求7所述鋼圈的生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(一)中，坯料的粗加工是 將坯料沖裁并加工成平整的方板。
9. 根據(jù)權利要求7所述鋼圈的生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(二)中，在拉伸成型過程 中，工件凸緣部分材料的小單元面積由扇形變?yōu)榫匦?，其扇形坯料被拉著通過一個楔形槽， 在切線方向被壓縮，在半徑方向被拉長，在此變形過程中，小單元在半徑方向受拉應力的作 用，在切向受壓應力的作用，沿著壓料板一凹模圓角一凹模模腔的方向流動。
10. 根據(jù)權利要求7所述鋼圈的生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(二)中，拉伸成型過程 中所采用的拉伸凹模的凹模圓角為R30mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋼圈，用于雪地車負重輪、誘導輪，提供了一種鋼圈及其生產(chǎn)工藝。本發(fā)明提供的鋼圈包括輪圈，所述的輪圈是一體沖壓成型，輪圈的中心有一基準平面，該基準平面中心設有定位孔，輪圈的外圈拉伸為側壁，側壁的另一端是一個向內(nèi)的卷圓結構，在基準平面與側壁之間是帶有曲面形狀的結構。其中，輪圈板料厚度達9.5mm。本發(fā)明提供的鋼圈生產(chǎn)工藝的成形過程包括拉伸和卷圓，先用壓料面板壓住坯料，然后拉伸凸模壓制材料使其進入凹模模脛內(nèi)進行拉伸；拉伸成型的工件經(jīng)過車前端口后進行卷圓。本發(fā)明提供的鋼圈在增加鋼圈直徑和厚度的同時，又加寬改進了履帶裝置，提高了承載能力和穩(wěn)定性。
文檔編號B62D55/14GK101734297SQ20101001938
公開日2010年6月16日 申請日期2010年1月8日 優(yōu)先權日2010年1月8日
發(fā)明者蘇志偉, 陳其榮 申請人:泉州市雙塔汽車零件有限公司