本發(fā)明涉及車輪的車圈制造技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種鐵鋁復(fù)合型鋼圈及其制造方法。
背景技術(shù):
現(xiàn)有的沙灘車、高爾夫球車、草坪及園林機械等的車輪用的車圈通常包括一個圓環(huán)形的圈體、連接在圈體內(nèi)的支承幅板,支承幅板上設(shè)有車軸孔,以便和車軸相連接。車圈通常采用如下兩種材質(zhì)制成,第一種是鋁合金車圈,其采用鋁合金壓鑄工藝整體鑄造成型,此類鋁合金車圈雖然具有生產(chǎn)效率高,重量輕以及外形美觀等優(yōu)點,但是受壓鑄工藝的技術(shù)限制,車圈的形狀、結(jié)構(gòu)較為簡單,不能滿足人們一些復(fù)雜形狀的車圈的要求。特別是,其成本較高,對于諸如沙灘車這樣的車輛,不利于降低整車的制造成本;第二種是鋼質(zhì)車圈,此類車圈是將鋼板通過輥壓工藝先卷繞成具有一定截面形狀的初始圈體,然后將初始圈體的對接處焊接形成一個完整的初始圈體,接著對初始圈體進行整形、打磨等工序形成具有固定形狀的圓環(huán)形圈體,再在圓環(huán)形圈體內(nèi)側(cè)壁的中間位置壓入圓片形的支承幅板,支承幅板上設(shè)置相應(yīng)的車軸孔并與圓環(huán)形圈體焊接成一體,以便和車軸連接。和鋁合金車圈相比,此類車圈具有制造成本低,車圈的強度高等優(yōu)點,然而此類車圈的制造工序復(fù)雜、生產(chǎn)效率低,并且外形美觀度差,特別是,車圈焊接處會使整個車圈在圓周方向上形成一個薄弱點,從而降低車圈的整體強度,無法滿足車輪重負載、大扭矩的需求,并且不利于提高車圈的檔次,無法適應(yīng)一些高品質(zhì)車輛的要求。
在中國專利文獻上公開了一種“全自動不銹鋼圈焊接機”,其申請公布號為cn105057889a,包括機體和固定在機體兩側(cè)的鋼帶傳送處理裝置、鋼帶激光焊接裝置,鋼帶傳送處理裝置依次由固定在機體外側(cè)的料盤、固定在機體內(nèi)側(cè)的鋼帶一次驅(qū)動、儲料裝置、鋼帶二次驅(qū)動、鋼帶引導(dǎo)裝置、鋼帶繞國裝置和切料裝置,鋼帶一次驅(qū)動和鋼帶二次驅(qū)動由膠輪和鋼輪呈上下設(shè)置,并在兩者外側(cè)固定有拉桿,拉桿上固定有調(diào)節(jié)扳于,鋼帶一次驅(qū)動靠近料盤固定,并由存料驅(qū)動電機提供動力,鋼帶二次驅(qū)動由伺服電機驅(qū)動,上述儲料裝置由存料導(dǎo)軌、滑動固定在存料導(dǎo)軌上的滑塊組成,并在滑塊上固定有滾輪。上述焊接機雖然可提高鋼質(zhì)車圈焊接時的生產(chǎn)效率,但是不能簡化整個車圈的制造工藝,特別是,難以有效地提高車圈的抗壓、抗扭強度和美觀度,因而難以適應(yīng)高品質(zhì)車輛的要求。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的鋼質(zhì)車圈所存在的生產(chǎn)效率低、難以滿足高品質(zhì)車輛的要求、以及鋁合金車圈所存在的價格高、難以制造出形狀復(fù)雜車圈的問題,提供一種鐵鋁復(fù)合型鋼圈及其制造方法,既可確保車圈的強度,顯著地提高生產(chǎn)效率以降低制造成本,同時可有效地提升其品質(zhì)檔次,以適應(yīng)高品質(zhì)車輛的要求。
為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種鐵鋁復(fù)合型鋼圈,包括圈體,所述圈體包括同軸地并排布置的左圈體和右圈體,左圈體為通過沖壓成型工藝制成的圓筒形構(gòu)件,右圈體上設(shè)有幅板,右圈體和幅板通過鋁合金壓鑄成型工藝制成一體結(jié)構(gòu),右圈體內(nèi)設(shè)有過渡圈體,所述過渡圈體包括與右圈體連接的嵌設(shè)段、伸出右圈體的焊接段,當右圈體和幅板壓鑄成型時,過渡圈體作為壓鑄成型模具的鑲嵌件,從而使過渡圈體右端的嵌設(shè)段被嵌設(shè)在右圈體內(nèi),所述左圈體的右端和過渡圈體伸出右圈體的焊接段同軸套接在一起,并通過焊接工藝使左圈體與過渡圈體的焊接段連接成一體,所述左圈體的左端邊緣設(shè)有向左圈體外側(cè)圓周面翻卷的卷邊。
本發(fā)明的鐵鋁復(fù)合型鋼圈包括沖壓工藝制成的左圈體以及由鋁合金壓鑄成型的右圈體和幅板,相對于現(xiàn)有的采用輥壓工藝制成的車圈,本發(fā)明的左圈體所采用的沖壓工藝不僅比輥壓工藝具有更高的生產(chǎn)效率,更可省去焊接圈體對接處的工序,從而有利于提高其整體強度,而鋁合金壓鑄成型的一體結(jié)構(gòu)的右圈體和幅板,使整個車圈具有和鋁合金車圈相媲美的外形效果,不僅有利于提高生產(chǎn)效率,更可顯著地提升整個車圈的品質(zhì)檔次,以適應(yīng)高品質(zhì)車輛的要求。特別是,本發(fā)明的左、右圈體是通過一個過渡圈體相連接的,這樣,軸向長度較短的過渡圈體可極大地方便其作為鑲嵌件與右圈體、幅板壓鑄成型為一體結(jié)構(gòu),同時可方便左圈體通過沖壓成型工藝加工制成,而左圈體和過渡圈體的搭接處則可通過現(xiàn)有的自動焊接機方便地焊接出內(nèi)外二圈焊圈,從而使鐵鋁復(fù)合型鋼圈在整個圓周方向上具有均衡的強度。
作為優(yōu)選,所述嵌設(shè)段呈外擴的圓錐形,在嵌設(shè)段上設(shè)有若干在圓周方向均勻分布的連接通孔。
圓錐形的嵌設(shè)段可顯著地提高過渡圈體與右圈體之間的軸向抗拉強度,而連接通孔則可極大地增強右圈體和嵌設(shè)段之間的結(jié)合力,從而提高過渡圈體與右圈體之間的抗扭強度。
作為優(yōu)選,所述左圈體的右端設(shè)有階梯狀的縮口,過渡圈體套設(shè)在左圈體的縮口上,從而使套設(shè)在縮口上的過渡圈體的外圓周面與左圈體的外圓周面齊平。
通過在左圈體的右端設(shè)置階梯狀的縮口,一方面可使過渡圈體的外圓周面與左圈體的外圓周面保持齊平,同時有利于過渡圈體與左圈體之間套接時的軸向定位。特別是,圓筒狀的過渡圈體的焊接段方便其作為壓鑄成型時的鑲嵌件套接到鋁合金壓鑄成型模具下模的模芯上。
作為優(yōu)選,所述卷邊包括與左圈體的左端邊緣相連接的外擴的錐形圈、以及位于左圈體的橫向截面內(nèi)的加強圓環(huán),所述加強圓環(huán)的內(nèi)側(cè)邊緣抵靠左圈體的外側(cè)面,所述加強圓環(huán)的外側(cè)邊緣與錐形圈的邊緣之間通過軸向截面呈圓弧形的連接圈連接成一體。
錐形圈和加強圓環(huán)有利于提高左圈體的剛性和徑向抗壓強度。特別是,由于加強圓環(huán)位于左圈體的橫向截面內(nèi),也就是說,加強圓環(huán)與左圈體的軸向垂直,因此,可形成類似矩形梁的效果,從而顯著地提升左圈體的徑向抗壓強度,在確保鐵鋁復(fù)合型鋼圈整體強度的前提下,有利于減輕其重量。
作為優(yōu)選,所述左圈體上設(shè)有若干在圓周方向均勻分布的矩形切口,在矩形切口靠近幅板一側(cè)邊緣設(shè)有一體地向外傾斜延伸的限位擋片,所述限位擋片的端部抵靠加強圓環(huán)。
矩形切口內(nèi)的限位擋片可通過沖壓成型工藝方便地制成,加強圓環(huán)的一側(cè)抵靠限位擋片,另一側(cè)受到圓錐形的錐形圈的限位,從而可確保加強圓環(huán)受力時的穩(wěn)定性,避免車圈在受壓時發(fā)生加強圓環(huán)的扭曲變形而失穩(wěn),從而充分發(fā)揮加強圓環(huán)的強度。
一種鐵鋁復(fù)合型鋼圈的制造方法,包括如下步驟:
a.先通過沖壓成型工藝加工出左圈體和過渡圈體,其中的過渡圈體包括圓筒形的焊接段以及呈外擴的圓錐形的嵌設(shè)段,并在嵌設(shè)段上沖出若干在圓周方向均勻分布的連接通孔,同時通過卷邊工藝在左圈體的左端邊緣翻卷出外翻的卷邊;
b.將過渡圈體圓筒形的焊接段套接到安裝在壓鑄機上的鋁合金壓鑄成型模具下模的模芯上,鋁合金壓鑄成型模具上模和下模完成合模動作,從而形成用于成型右圈體和幅板的型腔,此時過渡圈體上與焊接段連接成一體的嵌設(shè)段位于鋁合金壓鑄成型模具型腔內(nèi)用于成型右圈體的部分;
c.壓鑄機通過鋁合金壓鑄模具的澆道系統(tǒng)將熔融的鋁合金液體高速地充注到鋁合金壓鑄模具的型腔內(nèi),冷卻系統(tǒng)使型腔內(nèi)的鋁合金液體冷卻固化而形成一體的右圈體和幅板的結(jié)合體,幅板上成型出可與車軸相連接的車軸孔,并在嵌設(shè)段的連接通孔內(nèi)形成加強連接塊,使過渡圈體通過嵌設(shè)段與右圈體連接成一體;
d.上、下模分模,頂出機構(gòu)動作,即可頂出并取下停留在下模上的帶有過渡圈體的右圈體和幅板的結(jié)合體:
e.將左圈體右端與過渡圈體的焊接段套接在一起,從而形成一個由左圈體、過渡圈體、右圈體和幅板構(gòu)成的復(fù)合型鋼圈結(jié)合體,然后用自動焊接裝置使復(fù)合型鋼圈結(jié)合體中的左圈體和焊接段焊接在一起,從而構(gòu)成一個完整的鐵鋁復(fù)合型鋼圈。
本發(fā)明的鐵鋁復(fù)合型鋼圈包括左圈體以及一體結(jié)構(gòu)的右圈體和幅板,從而使左圈體可形成內(nèi)徑從一端至另一端逐漸縮小的圓筒形結(jié)構(gòu),方便其通過沖壓成型工藝快捷方便地加工制成。而右圈體的主要作用在于通過過渡圈體和左圈體相連接,因此有利于簡化其結(jié)構(gòu)形狀,方便其通過壓鑄成型工藝加工制成,同時使整個鐵鋁復(fù)合型鋼圈從外形上看與鋁合金車圈具有相同的美觀度,從而可適應(yīng)高品質(zhì)車輛的要求。左圈體上的卷邊則有利于提高其剛性和強度,同時可去除邊緣的毛刺?,F(xiàn)有的采用輥壓工藝制成的車圈在對接處回形成凹凸曲折的曲線狀凸起焊縫,因此,不利于其實現(xiàn)自動焊接,并且焊接后的車圈會產(chǎn)生焊接變形,因此,通常需要對焊接后的車圈增加整形、打磨等工序。而本發(fā)明的左圈體和過渡圈體是通過沖壓成型工藝制成的筒狀結(jié)構(gòu),因此其具有穩(wěn)定的形狀,左圈體和過渡圈體在搭接處的內(nèi)外兩側(cè)可通過自動焊接裝置方便地形成二圈焊縫,從而使焊接時產(chǎn)生的收縮力在圓周方向基本均勻一致,可有效地避免因焊接而產(chǎn)生形變,并且焊縫位于左圈體和過渡圈體焊接段的端部,因此,焊接后的車圈無需增加整形、打磨等工序,從而有利于提高生產(chǎn)效率。
作為優(yōu)選,在模芯端部的圓周面上設(shè)有圓環(huán)形缺口,從而使模芯端部呈階梯軸狀,下模上位于模芯的兩側(cè)分別設(shè)有夾持滑塊,夾持滑塊上設(shè)有與焊接段適配的半圓形凹槽,當過渡圈體的焊接段套接到下模的模芯上時,模芯兩側(cè)的夾持滑塊移動而靠近模芯,二個夾持滑塊的半圓形凹槽拼接成一個夾持圓槽,焊接段被緊緊地夾持在夾持圓槽內(nèi)。
由于在模芯的兩側(cè)設(shè)有夾持滑塊,并且模芯端部的圓周面上設(shè)有圓環(huán)形缺口,從而使模芯的端部形成縮小的階梯,因此,當我們需要將過渡圈體的焊接段套接到下模的模芯上時,二個夾持滑塊處于分開狀態(tài),此時焊接段可通過縮小的階梯方便地套接到模芯上。然后相對地移動二個夾持滑塊,使二個夾持滑塊上相對布置的半圓形凹槽拼接成一個圓形的夾持圓槽,從而緊緊地夾持過渡圈體的焊接段。也就是說,本發(fā)明在確保過渡圈體方便放置的同時,又可確保過渡圈體與下模及模芯之間的緊密貼合,從而避免壓鑄成型時液態(tài)的鋁合金進入配合縫隙而產(chǎn)生飛邊。特別是,圓環(huán)形缺口既可方便過渡圈體的放置,又可在壓鑄成型時形成貼靠焊接段內(nèi)表面的支撐圈,從而有利于增加鐵鋁復(fù)合型鋼圈的整體強度。
作為優(yōu)選,所述自動焊接裝置包括一個操作平臺,操作平臺的右側(cè)設(shè)有可左右移動的轉(zhuǎn)動軸,轉(zhuǎn)動軸的端部與幅板的車軸孔適配,操作平臺左側(cè)設(shè)有內(nèi)圈傳動軸和可前后移動的外電極移動座,內(nèi)圈傳動軸的端部設(shè)有內(nèi)焊接圓盤,內(nèi)焊接圓盤的圓周面上等間距地設(shè)有四個可徑向彈性伸縮的內(nèi)電極,所述外電極移動座上與內(nèi)焊接圓盤對應(yīng)位置設(shè)有與內(nèi)焊接圓盤直徑相同的外焊接圓盤,外焊接圓盤的圓周面上等間距地設(shè)有四個可徑向彈性伸縮的外電極,焊接時,先將復(fù)合型鋼圈結(jié)合體中幅板的正面朝向自動焊接裝置的轉(zhuǎn)動軸端部,并使幅板的車軸孔套接在轉(zhuǎn)動軸的端部,從而使復(fù)合型鋼圈結(jié)合體定位在處于待機位置的轉(zhuǎn)動軸上,然后軸向移動轉(zhuǎn)動軸,從而帶動復(fù)合型鋼圈結(jié)合體水平移動至焊接位置,此時的內(nèi)焊接圓盤進入左圈體內(nèi)并貼靠左圈體內(nèi)圓周面,然后移動外電極移動座,使外焊接圓盤貼靠過渡圈體的外圓周面,接著內(nèi)、外焊接圓盤以相同的轉(zhuǎn)速和相反的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動,從而帶動復(fù)合型鋼圈結(jié)合體轉(zhuǎn)動,此時內(nèi)、外電極一一對應(yīng)地抵壓左圈體和過渡圈體,即可在左圈體和過渡圈體之間形成在圓周方向等間距分布的點焊連接點。
需要焊接時,先將復(fù)合型鋼圈結(jié)合體安裝到轉(zhuǎn)動軸上,利用幅板上的車軸孔與轉(zhuǎn)動軸的配合使復(fù)合型鋼圈結(jié)合體可靠定位,然后移動轉(zhuǎn)動軸,使復(fù)合型鋼圈結(jié)合體水平移動至焊接位置,此時內(nèi)、外焊接圓盤分別貼靠左圈體和焊接段。當內(nèi)、外焊接圓盤以相同的轉(zhuǎn)速和相反的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動時,即可帶動復(fù)合型鋼圈結(jié)合體轉(zhuǎn)動,與此同時,第一對內(nèi)、外電極對應(yīng)地在內(nèi)外兩側(cè)分別抵壓左圈體和過渡圈體,從而在搭接在一起的左圈體和焊接段之間形成第一個點焊連接點。隨著內(nèi)、外焊接圓盤的轉(zhuǎn)動,第一對內(nèi)、外電極分別離開左圈體和焊接段。當內(nèi)、外焊接圓盤轉(zhuǎn)動至第二對內(nèi)、外電極分別抵壓左圈體和過渡圈體時,即可在搭接在一起的左圈體和焊接段之間形成第二個點焊連接點。以此類推,自動焊接裝置可方便地在左圈體和過渡圈體之間形成在圓周方向等間距分布的多個點焊連接點,既可確保左圈體和過渡圈體的連接強度,同時可避免在表面形成凸起的焊點。
作為優(yōu)選,所述內(nèi)焊接圓盤的半徑與左圈體在焊接處的內(nèi)側(cè)壁半徑之比為12比47。這樣,當內(nèi)焊接圓盤轉(zhuǎn)動4圈后,其滾動的長度比左圈體的內(nèi)側(cè)壁圓周長多47分之1,當內(nèi)焊接圓盤轉(zhuǎn)動12圈后,即可在左圈體和焊接段之間形成等間距分布的47個點焊連接點。也就是說,本發(fā)明通過合理地設(shè)計,既可盡量縮小內(nèi)焊接圓盤的直徑,便與其進入左圈體內(nèi),減少內(nèi)焊接圓盤上的內(nèi)電極的數(shù)量,有利于內(nèi)電極之間的有效分隔,同時可方便地在左圈體和焊接段之間形成具有合適相同間距多個點焊連接點,從而確保左圈體和焊接段之間的連接強度,并方便自動焊接裝置的控制。
作為優(yōu)選,在操作平臺上設(shè)有主動齒輪,在外電極移動座上設(shè)有從動齒輪,內(nèi)圈傳動軸通過主傳動機構(gòu)和主動齒輪相連接,外焊接圓盤通過副傳動機構(gòu)和從動齒輪相連接,當復(fù)合型鋼圈結(jié)合體水平移動至焊接位置、并且外電極移動座上的外焊接圓盤靠近過渡圈體的外圓周面時,從動齒輪和主動齒輪嚙合,此時內(nèi)圈傳動軸帶動內(nèi)焊接圓盤正向轉(zhuǎn)動,與此同時,內(nèi)圈傳動軸通過主傳動機構(gòu)、主動齒輪、從動齒輪以及副傳動機構(gòu)帶動外焊接圓盤反向轉(zhuǎn)動。
由于外電極移動座可前后移動,因此,方便復(fù)合型鋼圈結(jié)合體水平移動至焊接位置,避免與外焊接圓盤發(fā)生碰撞干涉,同時有利于內(nèi)、外焊接圓盤壓緊復(fù)合型鋼圈結(jié)合體,以便于在內(nèi)、外焊接圓盤轉(zhuǎn)動時,可夾持并帶動復(fù)合型鋼圈結(jié)合體一起轉(zhuǎn)動。特別是,內(nèi)圈傳動軸通過主傳動機構(gòu)、主動齒輪、從動齒輪以及副傳動機構(gòu)帶動外焊接圓盤反向轉(zhuǎn)動,從而可確保內(nèi)、外焊接圓盤具有準確穩(wěn)定的傳動比,進而可確保內(nèi)、外電極一一對應(yīng)地依次抵壓復(fù)合型鋼圈結(jié)合體,以形成等間距分布的點焊連接點。
因此,本發(fā)明具有如下有益效果:既可確保車圈的強度,顯著地提高生產(chǎn)效率以降低制造成本,同時可有效地提升其品質(zhì)檔次,以適應(yīng)高品質(zhì)車輛的要求。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1中a處的放大示意圖。
圖3是左圈體的卷邊處的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是用于成型幅板和右圈體的鋁合金壓鑄成型模具在合模狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是自動焊接裝置的一種側(cè)向視圖。
圖6是自動焊接裝置的一種俯視圖。
圖中:1、左圈體11、卷邊111、錐形圈112、加強圓環(huán)12、縮口13、矩形切口131、限位擋片2、右圈體21、加強連接塊22、支撐圈3、幅板31、車軸孔4、過渡圈體41、嵌設(shè)段411、連接圓孔42、焊接段5、上模51、型腔6、下模61、模芯611、圓環(huán)形缺口62、夾持滑塊621、半圓形凹槽7、操作平臺71、轉(zhuǎn)動軸72、內(nèi)圈傳動軸73、外電極移動座74、內(nèi)焊接圓盤741、導(dǎo)電軸套742、并聯(lián)環(huán)套743、抵押彈簧75、外焊接圓盤76、內(nèi)電極77、外電極78、主動齒輪79、從動齒輪。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明做進一步的描述。
實施例1:如圖1、圖2、圖3所示,一種鐵鋁復(fù)合型鋼圈,包括圈體,圈體包括同軸地并排布置的左圈體1和右圈體2,左圈體為通過沖壓成型工藝制成的鋼質(zhì)的圓筒形構(gòu)件,右圈體上設(shè)置幅板3,右圈體和幅板通過鋁合金壓鑄成型工藝制成一體結(jié)構(gòu),右圈體的左側(cè)內(nèi)設(shè)置過渡圈體4,過渡圈體包括與右圈體連接的嵌設(shè)段41、伸出右圈體的焊接段42,過渡圈體同樣為通過沖壓成型工藝制成的鋼質(zhì)的圓筒形構(gòu)件。當右圈體和幅板壓鑄成型時,過渡圈體作為壓鑄成型模具的鑲嵌件,從而使過渡圈體右端的嵌設(shè)段被嵌設(shè)在右圈體內(nèi)。左圈體的右端和過渡圈體伸出右圈體的焊接段同軸套接在一起,并通過焊接工藝使左圈體與過渡圈體的焊接段連接成一體,從而構(gòu)成一個鐵鋁復(fù)合型鋼圈。由于鐵鋁復(fù)合型鋼圈在使用時右側(cè)壓鑄成型的右圈體和幅板為外露部分,因而使整個鐵鋁復(fù)合型鋼圈具有和鋁合金車圈相媲美的外形效果,可顯著地提升整個車圈的品質(zhì)檔次,以適應(yīng)高品質(zhì)車輛的要求,同時可降低成本、確保車圈的強度。
需要說明的是,我們可在左圈體的左端邊緣設(shè)置向左圈體外側(cè)圓周面翻卷的卷邊11,從而有利于提高鐵鋁復(fù)合型鋼圈的剛性和強度。此外,我們可盡量縮短過渡圈體的軸向長度,并相應(yīng)地加長左圈體的軸向長度,以便于過渡圈體作為鑲嵌件與右圈體、幅板壓鑄成型為一體結(jié)構(gòu)。
另外,我們可使過渡圈體的嵌設(shè)段制成外擴的圓錐形,以提高過渡圈體與右圈體之間的軸向抗拉強度,并在嵌設(shè)段上設(shè)置若干在圓周方向均勻分布的連接通孔411。這樣,壓鑄成型時,連接通孔內(nèi)即可形成與右圈體相連接的加強連接塊21,從而極大地增強右圈體和嵌設(shè)段之間的結(jié)合力,并提高過渡圈體與右圈體之間的抗扭強度。
進一步地,如圖2所示,左圈體的右端可設(shè)置階梯狀的縮口12,過渡圈體則套設(shè)在左圈體的縮口上,從而使套設(shè)在縮口上的過渡圈體的外圓周面與左圈體的外圓周面齊平,既有利于過渡圈體與左圈體之間套接時的軸向定位,又可使過渡圈體的焊接段形成簡單的圓筒狀,從而方便其作為壓鑄成型時的鑲嵌件套接到鋁合金壓鑄成型模具下模的模芯上。
更進一步地,左圈體上的卷邊包括與左圈體的左端邊緣相連接的外擴的錐形圈111、以及位于左圈體的橫向截面內(nèi)的加強圓環(huán)112,加強圓環(huán)的內(nèi)側(cè)邊緣抵靠左圈體的外側(cè)面,加強圓環(huán)的外側(cè)邊緣與錐形圈的邊緣之間通過軸向截面呈圓弧形的連接圈連接成一體。錐形圈和加強圓環(huán)有利于提高左圈體的剛性和徑向抗壓強度。由于加強圓環(huán)與左圈體的軸向垂直,因此,可形成類似矩形梁的效果,從而顯著地提升左圈體的徑向抗壓強度,在確保鐵鋁復(fù)合型鋼圈整體強度的前提下,有利于減輕其重量。當然,如圖3所示,我們還可在左圈體上設(shè)置若干在圓周方向均勻分布的矩形切口13,矩形缺口位于加強圓環(huán)的右側(cè),在矩形切口靠近幅板的右側(cè)邊緣設(shè)置一體地向左外側(cè)傾斜延伸的限位擋片131,限位擋片的左端部抵靠加強圓環(huán),使加強圓環(huán)的右側(cè)抵靠限位擋片,左側(cè)受到圓錐形的錐形圈的限位,以確保加強圓環(huán)受力時的穩(wěn)定性,避免左圈體在受壓時出現(xiàn)加強圓環(huán)的失穩(wěn)現(xiàn)象,從而充分發(fā)揮加強圓環(huán)的強度。
實施例2:一種鐵鋁復(fù)合型鋼圈的制造方法,其適用于制造如實施例1所描述的鐵鋁復(fù)合型鋼圈,具體包括如下步驟:
a.先通過沖壓成型工藝加工出圓筒形的左圈體和過渡圈體,其中的過渡圈體包括圓筒形的焊接段以及呈外擴的圓錐形的嵌設(shè)段,并在嵌設(shè)段上沖出若干在圓周方向均勻分布的連接通孔,同時通過卷邊工藝在左圈體的左端邊緣翻卷出外翻的卷邊;
b.如圖4所示,將過渡圈體圓筒形的焊接段套接到安裝在壓鑄機上的鋁合金壓鑄成型模具下模6的模芯61上,鋁合金壓鑄成型模具上模5和下模完成合模動作,從而形成用于成型右圈體和幅板的型腔51,此時過渡圈體上與焊接段連接成一體的嵌設(shè)段位于鋁合金壓鑄成型模具型腔內(nèi)用于成型右圈體的部分;
c.壓鑄機通過鋁合金壓鑄模具的澆道系統(tǒng)將熔融的鋁合金液體高速地充注到鋁合金壓鑄模具的型腔內(nèi),冷卻系統(tǒng)使型腔內(nèi)的鋁合金液體冷卻固化而形成一體的右圈體和幅板的結(jié)合體,幅板上成型出可與車軸相連接的車軸孔31,并在嵌設(shè)段的連接通孔內(nèi)形成加強連接塊,使過渡圈體通過嵌設(shè)段與右圈體連接成一體;
d.上、下模分模,頂出機構(gòu)動作,即可頂出并取下停留在下模上的帶有過渡圈體的右圈體和幅板的結(jié)合體:
e.將左圈體右端與過渡圈體的焊接段套接在一起,從而形成一個由左圈體、過渡圈體、右圈體和幅板構(gòu)成的復(fù)合型鋼圈結(jié)合體,然后用自動焊接裝置使復(fù)合型鋼圈結(jié)合體中的左圈體和焊接段焊接在一起,從而構(gòu)成一個完整的鐵鋁復(fù)合型鋼圈。
當然,我們可以在模芯端部的圓周面上設(shè)置圓環(huán)形缺口611,從而使模芯端部呈階梯軸狀,下模上位于模芯的兩側(cè)分別設(shè)置夾持滑塊62,夾持滑塊上設(shè)置與焊接段適配的半圓形凹槽621。當需要將過渡圈體的焊接段套接到下模的模芯上時,左右二個夾持滑塊處于分開狀態(tài),因此,我們可方便地將過渡圈體的焊接段套接到下模的模芯上。然后模芯兩側(cè)的夾持滑塊相對移動而靠近模芯,二個夾持滑塊的半圓形凹槽拼接成一個夾持圓槽,焊接段被緊緊地夾持在夾持圓槽內(nèi),以便開始壓鑄成型,而圓環(huán)形缺口在壓鑄成型時會形成貼靠焊接段內(nèi)表面的支撐圈22,從而有利于增加鐵鋁復(fù)合型鋼圈的整體強度??梢岳斫獾氖牵瑠A持滑塊可由油缸或其它的直線運動驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動而移動。
本發(fā)明自動焊接裝置可以采用現(xiàn)有的連續(xù)焊接的焊接裝置,此時只需將復(fù)合型鋼圈結(jié)合體套接定位到一個可轉(zhuǎn)動定位頭上,然后轉(zhuǎn)動定位頭以帶動復(fù)合型鋼圈結(jié)合體轉(zhuǎn)動,位于復(fù)合型鋼圈結(jié)合體內(nèi)外兩側(cè)的自動焊接頭分別移動靠近復(fù)合型鋼圈結(jié)合體內(nèi)外兩側(cè)的焊接處,即可自動焊接形成內(nèi)外兩條圓環(huán)形的焊接縫。
為了改善焊接后的美觀度,并減小焊接引起的變形,如圖5所示,本發(fā)明的自動焊接裝置為一個自動點焊裝置,具體包括一個操作平臺7,操作平臺的右側(cè)設(shè)置由氣缸驅(qū)動可左右軸向移動的轉(zhuǎn)動軸71,轉(zhuǎn)動軸朝向左側(cè)的端部與幅板的車軸孔適配。操作平臺左側(cè)設(shè)置內(nèi)圈傳動軸72和由氣缸驅(qū)動可前后移動的外電極移動座73,內(nèi)圈傳動軸朝向右側(cè)的端部設(shè)置內(nèi)焊接圓盤74,內(nèi)焊接圓盤的圓周面上等間距地設(shè)置四個可徑向彈性伸縮的內(nèi)電極76。外電極移動座上與內(nèi)焊接圓盤對應(yīng)位置設(shè)置與內(nèi)焊接圓盤直徑相同的外焊接圓盤75,外焊接圓盤的圓周面上等間距地設(shè)置四個可徑向彈性伸縮的外電極77。
焊接時,先將復(fù)合型鋼圈結(jié)合體中幅板的正面朝向自動焊接裝置的轉(zhuǎn)動軸端部,并使幅板的車軸孔套接在轉(zhuǎn)動軸的端部,從而使復(fù)合型鋼圈結(jié)合體定位在處于待機位置的轉(zhuǎn)動軸上。然后向左側(cè)軸向移動轉(zhuǎn)動軸,從而帶動復(fù)合型鋼圈結(jié)合體水平移動至左側(cè)的焊接位置,此時的內(nèi)焊接圓盤進入復(fù)合型鋼圈結(jié)合體的左圈體內(nèi)并貼靠左圈體內(nèi)圓周面,然后移動外電極移動座,使外焊接圓盤貼靠復(fù)合型鋼圈結(jié)合體的過渡圈體的外圓周面,接著內(nèi)、外焊接圓盤以相同的轉(zhuǎn)速和相反的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動,從而帶動復(fù)合型鋼圈結(jié)合體轉(zhuǎn)動,此時相對應(yīng)的第一對內(nèi)電極和外電極抵壓左圈體和過渡圈體,即可在左圈體和過渡圈體之間形成第一個點焊連接點。隨著內(nèi)、外焊接圓盤的繼續(xù)轉(zhuǎn)動,焊接好的內(nèi)、外電極離開切爾體和過渡圈體,后續(xù)相對應(yīng)的內(nèi)電極和外電極則依次抵壓左圈體和過渡圈體,從而在左圈體和過渡圈體之間形成等間距的連續(xù)點焊連接點。
需要說明的是,作為一個點焊裝置,其需要設(shè)置與內(nèi)、外電極相連接的變壓器等部件,由于其本身屬于本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù),因此,本實施例中不做過多的描述。內(nèi)、外焊接圓盤應(yīng)采用塑膠之類的絕緣材料,并在內(nèi)、外焊接圓盤上分別設(shè)置四個在圓周方向均勻分布的徑向孔,徑向孔內(nèi)嵌設(shè)導(dǎo)電軸套741,內(nèi)電極插設(shè)在內(nèi)焊接圓盤的導(dǎo)電軸套內(nèi),外電極插設(shè)在外焊接圓盤的導(dǎo)電軸套內(nèi),內(nèi)焊接圓盤的中心處設(shè)置一個與四個導(dǎo)電軸套相連接的并聯(lián)環(huán)套742,從而使四個導(dǎo)電軸套并聯(lián)在一起;相類似地,外焊接圓盤的中心處設(shè)置一個與其四個導(dǎo)電軸套相連接的并聯(lián)環(huán)套,從而使四個導(dǎo)電軸套并聯(lián)在一起。并聯(lián)后的內(nèi)、外焊接圓盤上的導(dǎo)電軸套分別與變壓器的輸出端電連接。這樣,當內(nèi)外對應(yīng)的內(nèi)電極和外電極分別抵壓左圈體和過渡圈體時,即可在左圈體和過渡圈體對應(yīng)內(nèi)、外電極處形成接觸電阻,并產(chǎn)生大量的電阻熱,將中心最熱區(qū)域的金屬很快加熱至熔化狀態(tài),冷卻后,即可形成一個點焊連接點。當然,我們需要在導(dǎo)電軸套內(nèi)設(shè)置抵壓彈簧743,從而可推動內(nèi)電極、外電極彈性伸縮,同時確保內(nèi)、外電極可通過彈簧與導(dǎo)電軸套可靠連接。
優(yōu)選地,內(nèi)焊接圓盤的半徑與左圈體在焊接處的內(nèi)側(cè)壁半徑之比為12比47。這樣,內(nèi)焊接圓盤一周的周長為l,左圈體的內(nèi)側(cè)壁圓周長為s,并且47l=12s。由于內(nèi)焊接圓盤上二個內(nèi)電極之間的距離為l/4=3s/47,因此,當內(nèi)焊接圓盤轉(zhuǎn)動4圈后,即可在左圈體和過渡圈體之間形成第一圈16個點焊連接點,此時內(nèi)焊接圓盤滾動的長度4l=48s/47,也就是說,比左圈體的內(nèi)側(cè)壁圓周長s多1/47,并等于二個內(nèi)電極之間的距離的三分之一。當內(nèi)焊接圓盤開始轉(zhuǎn)動第5至8圈時,即可在左圈體和過渡圈體之間形成錯位的第二圈16個點焊連接點,此時第二圈的點焊連接點和相對應(yīng)的第一圈的點焊連接點之間的間隔距離等于內(nèi)焊接圓盤上相鄰二個內(nèi)電極之間距離的三分之一;當內(nèi)焊接圓盤開始轉(zhuǎn)動第9至12圈時,即可在左圈體和過渡圈體之間形成錯位的第三圈16個點焊連接點,從而總共在左圈體和過渡圈體之間形成等間距分布的48個點焊連接點。
為了確保內(nèi)、外電極的同步轉(zhuǎn)動,我們可在操作平臺上設(shè)置主動齒輪78,在外電極移動座上設(shè)置從動齒輪79,內(nèi)圈傳動軸通過主傳動機構(gòu)和主動齒輪相連接,外焊接圓盤通過副傳動機構(gòu)和從動齒輪相連接。這樣,當復(fù)合型鋼圈結(jié)合體水平移動至焊接位置、并且外電極移動座上的外焊接圓盤靠近過渡圈體的外圓周面時,從動齒輪和主動齒輪嚙合,此時內(nèi)圈傳動軸帶動內(nèi)焊接圓盤正向轉(zhuǎn)動,與此同時,內(nèi)圈傳動軸通過主傳動機構(gòu)、主動齒輪、從動齒輪以及副傳動機構(gòu)帶動外焊接圓盤反向轉(zhuǎn)動??梢岳斫獾氖牵覀兛赏ㄟ^合理設(shè)計主傳動機構(gòu)的傳動比、副傳動機構(gòu)的傳動比、以及主動齒輪和從動齒輪之間的傳動比,從而確保內(nèi)、外焊接圓盤之間具有相同的轉(zhuǎn)速。
需要說明的是,我們可在操作平臺上設(shè)置一個由氣缸驅(qū)動而前后移動的內(nèi)電極移動座,內(nèi)圈傳動軸則設(shè)置在該內(nèi)電極移動座上。這樣,當復(fù)合型鋼圈結(jié)合體水平移動至左側(cè)的焊接位置時,內(nèi)焊接圓盤即進入復(fù)合型鋼圈結(jié)合體的左圈體內(nèi),從而有效地避免和內(nèi)焊接圓盤產(chǎn)生干涉。然后移動內(nèi)、外電極移動座,使內(nèi)焊接圓盤貼靠左圈體內(nèi)圓周面,外焊接圓盤貼靠復(fù)合型鋼圈結(jié)合體的過渡圈體的外圓周面,以確保內(nèi)、外焊接圓盤可緊密貼靠并夾持復(fù)合型鋼圈結(jié)合體。此時內(nèi)、外焊接圓盤即可以相同的轉(zhuǎn)速和相反的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動,從而帶動復(fù)合型鋼圈結(jié)合體轉(zhuǎn)動。