专利名称：皮带轮圈的加工方法
技术领域：
本发明公开了一种皮带轮圈的加工方法，更为具体地讲是涉及到用金属管坯或用金属板材卷曲焊接成的管状体上加工出用于挂着多根梯形皮带或称三角皮带的多条梯形槽而构成皮带轮圈的方法，属于机械传动部件中的皮带轮的加工技术领域。
背景技术：
对于作为传动部件的材质为金属的皮带轮的加工普遍认为是比较烦琐的，首先由铸造来荻取毛坯，再对毛坯进行车床加工。优点是能够获得完整的皮带轮，然而显见之欠缺表现为自铸造到最终的工件的全过程相对冗长，效率低下；原材料浪费大，致产品成本增大。
在本申请的技术方案推出以前申请人进行了检索，检知有三篇文献，分别为中国专利公开号CN85103420A和CN1061571C以及CN1198692A，这三项技术方案都是围绕着大致相同的技术主题，其中以授权公告号CN1061571C所公开的方案较具代表性，介绍了用金属板制造多V形槽皮带轮的制造方法及该皮带轮。该方法之优点能够得到完整的皮带轮，不足因素在于所包含的工艺步骤多、用及的模具套数也较多，例如第一步的拉伸工序需用及拉伸模；第二步的冲压工序需用及冲压模；第三步的对由第二步所得到的帽边形部分进行环形周壁的制成需用及相应的旋转上、下模；第四步的进行筒壁一预备凸缘形成工序需用及相应的旋转上、下模；第五步的对圆筒壁进行多V形槽一凸缘成形工序也同样需要用及相应的旋转上、下模。此外，方法还需对旋转压辊不断地更换。由此可见，该专利技术方案仍然存在着加工工序环节多、加工过程冗长、效率受到制约，成本无法低化的不足。
申请人认为，由于皮带轮的中间部分即CN1061571C中所称的圆筒壁部分是用于挂着皮带的载体，皮带槽形成于该中间部分，而扩设于中间部分二端的帽边即CN1061571中所称的凸缘是用于挡护、补强、安装固定，因此似乎无须刻意地为了直接在中间部分的二端形成帽边而使得整个皮带轮的加工工艺变得过于复杂，加工过程变得冗长。因为中间部分与二端的帽边是完全可以先以分体式出现，再通过装配构为一体的，这对实际使用并不会带来任何弊端。尤其是，当皮带轮的直径较大如300mm以上、槽数较多如3槽至7槽乃至更多时，若用上述文献所教导的方法进行加工，无论是模具投入成本，还是加工效率都是难以令人满意的，况且，上述文献所公开的方法仅仅适合于将金属薄板加工成皮带轮，不仅不具有选取毛坯的灵活性，而且无法借鉴于用金属管材加工成皮带轮，因为借助于管状体加工皮带轮无疑具有快捷性。所以，如果能以较为简便的方法并且还能利用已有设备加工出具有多个皮带槽的习惯称之为皮带轮圈的中间部分，那么就可使整个皮带轮的制造变得简单，对缩短加工时间、提高加工效率、节约加工成本都将是有益的。
发明内容
本发明的任务是要提供一种皮带轮圈的加工方法，它能有效地减少工艺环节、坯料选择灵活、提高加工效率、节约材料、降低制造成本。
本发明的任务是这样来完成的，一种皮带轮圈的加工方法，包括以下步骤a)按预计的皮带轮圈规格备好旋压成型模和旋轮以及成型滚轮；b)按预计的皮带轮圈尺寸要求选择金属材料下料，得到毛坯；c)将旋压成型模安装于旋压机的通用模盘上；d)把毛坯套置到旋压成型模上；e)把旋轮安装到旋压机的旋压滚轮架上；f)驱动旋压机，由旋压机的主轴使通用模盘携旋压成型模以及套置于旋压成型模上的毛坯一起旋转，同时由旋轮在毛坯上旋压出大体上呈U型的皮带槽；g)由成型滚轮撤换旋轮，将U型的皮带槽旋压成梯形的皮带槽，得到成品皮带轮圈并从旋压成型模上卸下。
本发明所述的选择金属材料下料的下料方式包括直接从所选取的圆筒状金属管材上截取或从金属板上截取后再卷曲焊接成一个管状体中的任意一种下料方式。
本发明所述的旋压成型模包括上、下模，上模包括上模座和活动边镶块以及位于上模座和活动边镶块之间的调整垫片、具第一轮圈料槽的推料板，下模包括下模座、具R形台阶的模芯轴和具第二轮圈料槽的定位圈以及一组模芯，上模座枢置在与通用模盘相对一侧的夹模油缸的油缸柱上，其面向活动边镶块的一侧间设有第一弹簧孔，活动边镶块与上模座相固定，其面向上模座的一侧间设有与第一弹簧孔的数量相等的第二弹簧孔，孔内容纳弹簧的一端，弹簧的另一端容纳于第一弹簧孔中，调整垫片、推料板夹持于上模座与活动边镶块之间，下模座固定在通用模盘上，模芯轴延设于下模座一侧中央，定位圈设置于模芯轴的基部，一组模芯设置在模芯轴上。
本发明所述的一组模芯包括模环、隔圈，模环与隔圈彼此一隔一且紧挨于一起地设置于模芯轴上。
本发明所述的模环是由至少三个瓣环拼接而成的一个整体的环，模环的断面形状呈梯形。
本发明所述的隔圈的断面形状呈梯形。
本发明所述的活动边镶块所面向下模的一侧形成有一个斜面。
本发明所述的旋轮的截面形状呈梯形。
本发明所述的成型滚轮的截面形状呈梯形。
本发明的加工方法具有能使用已有技术中的常规的旋压机进行旋压加工，与已有技术中所教导的方法相比，因无需就不同的工艺步骤更换不同的模具，所以采用的模具较为单纯；不仅同样不会浪费原材料，而且加工效率能得以极致的提高，能加工出直径在300mm以上、槽数为3-7槽或更多槽的皮带轮圈；对于毛坯的获取既可以从管材上截取，也可以由板材上得到；可依据所需挂着的皮带的数量及槽距来截取相应毛坯的长短并辅以增减构成模芯的模环、隔圈个数获得具依需数量的皮带槽的皮带轮圈；此外，对由本方法所得到的皮带轮圈付诸后续的如配以帽边及中心轴套装配成完整的皮带轮并不会带来组装麻烦和使用中的结构性缺陷。
图1为本发明对圆筒状金属管材下料所得到的管状的毛坯示意图。
图2为本发明将旋压成型模和旋轮分别安装在旋压机的通用模盘和旋压滚轮架上的示意图。
图3为本发明的旋压过程示意图。
图4为本发明的旋压成型模的一个实施例结构图。
图5为对由本发明所得到的皮带轮圈配置相应的部件构成完整的皮带轮的示意图。
图6为本发明对金属板下料并卷曲焊接成一个管状的毛坯示意图。
具体实施例方式
通过下面对附图表示的优选实施例的详细说明，可以清楚地看到本发明的特征和优点。
实施例1a)按照旋转部件例如纺织企业所用的轴流风机或离心风机所需的作为旋转部件的皮带轮的规格要求，配备好一个图4所示的旋压成型模，并且配备一个能满足旋压槽形要求的例如由图2所示的截面形状为梯形的旋轮1和一个同样由图2所示的截面形状为梯形的成型滚轮2；b)按照所需的皮带轮圈的直径大、小长度、壁厚、材质等要求，计算并把握正确的尺寸后从相应的金属管材例如无缝钢管上截取一个如图1所示的毛坯3；c)由图2所示，把旋压成型模安装到旋压机4的通用模盘5上，这里所述的旋压成型模的一个具体实施例结构由图4给出，作为构成旋压成型模的下模，包括下模座28、与下模座28构成垂直关系地延设于下模座28一侧中央的并且具有R形台阶31的模芯轴27、带有第二轮圈料槽32的定位圈33、一组设于模芯轴27上的由模环25、隔圈26所构成的模芯；作为构成旋压成型模的上模，包括上模座21和活动边镶块24以及位于上模座21与活动边镶块24之间的调整垫片34、具第一轮圈料槽35的推料板36。下模座28用螺栓6栓固在通用模盘5上。截面形状均为梯形的模环25、隔圈26设于模芯轴27上，其中，每一个模环25被居于两隔圈26之间，图4给出了两个模环25和三个隔圈26，由此可见它能适应于加工出具有三条梯形槽的皮带轮圈，一条梯形槽是由模环25与R形台阶31所协同构成，另一条则是由两个模环25协同构成，还一条梯形槽是由模环25与活动边镶块24上的斜面30协同构成，定位圈33套置在模芯轴27的基部，即抵挡在下模座28的壁体上。上模座21通过轴承20枢置于旋压机4的夹模油缸17的油缸柱18端部所窄缩的部位，并且在油缸柱18上还扩设有油缸柱头19，油缸柱头19用于给上模座21施加均衡的尾顶力，上模座21朝向活动边镶块24的一侧间布有第一弹簧孔22，活动边镶块24由定位螺钉37与上模座21固定，在其朝向上模座21的一侧开设有与第一弹簧孔22数量相当且位置相对应的第二弹簧孔29，孔内嵌置弹簧23的一端，而弹簧23的另一端嵌置到第一弹簧孔22中，调整垫片34和推料板36被夹持于上模座21与活动边镶块24之间，活动边镶块24套置在模芯轴27端部的台阶38上。推料板36上形成的第一轮圈料槽35协同定位圈33上形成的第二轮圈料槽32将由图1、图2、图3所示的毛坯3的两端定位。籍由旋压机4的油缸柱18自夹模油缸17向外伸展，便可把所述的模芯挟持在模芯轴27上，从而实现使整个旋压成型模处于旋压机4的通用模盘5上；d)把由步骤b)所得到的毛坯3套置到旋压成型模上，一俟毛坯3被套置到旋压成型模上后，即由旋压机4的夹模油缸17的油缸柱18的伸展，由油缸柱18端部扩设的油缸柱头19推动上模，既将下模的模芯携毛坯3可靠地挟持于模芯轴27上，又使毛坯3的两端锲入到第一、第二轮圈料槽35、32中(见图2)；e)由图2所示，旋轮1借助设于机架7上的轴向油缸8和活塞杆9实现轴向运动，又称轴向走刀或称左、右运动，借助径向油缸14实现径向运动，又称径向走刀或称进、退运动，综合纵、横向运动而最终实现旋压出符合工件所需要求的形状，具体是把旋轮1安装到径向油缸14的缸柱端部的旋压滚轮架15上，径向油缸14通过径向油缸导轨12而置于径向油缸固定座13上，使旋压滚轮架15携旋轮1在毛坯3外作径向位移，由于径向油缸固定座13上安装有轴向油缸8的活塞杆9，并又安置在油缸机座11的轴向导轨10上，使旋轮1可随轴向油缸8作图2中所示的左、右轴向运动；f)由图2和图3所示，驱动旋压机4，使主轴16带动通用模盘5，由通用模盘5携旋压成型模和毛坯3一起转动，转速可视工件直径大小而定，在此种情况下，旋轮1与旋压成型模成型面间隙存在一个毛坯3厚度的料厚，因此，利用旋压成型模与旋轮1之间产生的相对运动，可迫使毛坯3按旋压成型模的形状成形，即贴模，具体是在旋压机4处于工作状态下，通过径向油缸14的作用，旋压滚轮架15渐渐向外运动(进刀)，使旋轮1渐渐迫近毛坯3，从而由旋轮1在毛坯3上以拉伸的形式旋压出第一道大致上呈U形槽(见图3所示的最右边的图)，当要旋压第二道U形槽时，先由径向油缸14使旋压滚轮架15携旋轮1回退，直至退离已旋压出的U形槽槽口，与此同时，在轴向油缸8的作用下，使径向油缸14作轴向移动，其移动幅度为U形槽的槽距程度，接着，在径向油缸14的作用下，使旋压滚轮架15携旋轮1再次压迫毛坯3，直至在毛坯3上旋压出第二道U形槽，依次类推地完成所有数量的U形槽的旋压(见图3所示的中间的图)，在旋压过程中，由弹簧23以尾顶力的形式发挥着挟紧模芯的作用；
g)由图2以及图3靠右边的图所示，把旋轮1更换成成型滚轮2，对由步骤f)所得到的U型槽进行修饰性或称整合性旋压，整个旋压过程如同对步骤f)的描述，经由成型滚轮2旋压后，使皮带轮圈上的U形槽变为由图3最右边的图所示的梯形槽(习惯还称其为V形槽，从而得到具有梯形槽的成品皮带轮圈44，最后松启油缸柱18，上模被松启，将成形后的成品皮带轮圈44从旋压成型模上取下，由于，模环25是至少由三枚瓣环25a、25b、25c所拼合而成的，因此，十分有助于成品皮带轮圈44的脱模。
上述实施例虽仅例举了加工具有3条梯形槽的并由图5所示意的成品皮带轮圈44，但是不难理解出为了获得更多的槽，那么只要相应地增加模环25和隔圈26；旋压成型模的具体规格、参数要求是与所要加工的皮带轮圈相适配的；旋轮1和成型滚轮2的规格也是与所要求的槽的规格相适配的。因此，利用本发明方法即使对大直径如300mm以上、多槽如3-7槽乃至更多槽的皮带轮圈的加工不存在有加工工艺上的挑剔性。
图5还示意了将由上述实施例得到的成品皮带轮圈44装配成得以使用的完整的皮带轮的具体组装关系。在成品皮带轮圈44的二端分别配置具有皮带轮圈锥形吻合面40的第一、第二帽边46、49，并用一个具膨胀槽43的中心轴套42连结第一、第二帽边46、49，由帽边固定螺钉48加螺母50将第一、第二帽边46、49定位于成品皮带轮圈44的二端，进而由帽边中心固定螺钉51予以加固，当中心轴套42贯入第一帽边46中央的锥形轴套孔41并进而贯入第二帽边49中央的轴套孔39后，用轴套固定螺钉45贯过第一帽边46上的螺孔后贯及中心轴套42上的中心轴套固定螺孔47，再用螺母固定，藉此装配成一个得以使用的完整的皮带轮。由于整个装配过程并不繁琐，尤其是装配后的皮带轮不会给使用造成任何困惑、不便，从而能充分体现出用本发明方法加工皮带轮圈具有快捷高效、节省材料和节约加工费用的积极意义。
实施例2本实施例仅对步骤b)所获得毛坯3的下料方式作了变化，该变化是按所需的皮带轮圈的直径大小、长度、壁厚、材质要求，计算下料图，然后按下料图尺寸下薄形钢板平料，并且将其卷曲焊接成一个长度为L1、直径为ΦD的与旋压成型模的模芯最大外径相同的由图6所示的毛坯3，其余均同实施例1。
权利要求
1.一种皮带轮圈的加工方法，其特征在于包括以下步骤a)按预计的皮带轮圈规格备好旋压成型模和旋轮以及成型滚轮；b)按预计的皮带轮圈尺寸要求选择金属材料下料，得到毛坯；c)将旋压成型模安装于旋压机的通用模盘上；d)把毛坯套置到旋压成型模上；e)把旋轮安装到旋压机的旋压滚轮架上；f)驱动旋压机，由旋压机的主轴使通用模盘携旋压成型模以及套置于旋压成型模上的毛坯一起旋转，同时由旋轮在毛坯上旋压出大体上呈U型的皮带槽；g)由成型滚轮撤换旋轮，将U型的皮带槽旋压成梯形的皮带槽，得到成品皮带轮圈并从旋压成型模上卸下。
2.根据权利要求1所述的皮带轮圈的加工方法，其特征在于所述的选择金属材料下料的下料方式包括直接从所选取的圆筒状金属管材上截取或从金属板上截取后再卷曲焊接成一个管状体中的任意一种下料方式。
3.根据权利要求1所述的皮带轮圈的加工方法，其特征在于所述的旋压成型模包括上、下模，上模包括上模座和活动边镶块以及位于上模座和活动边镶块之间的调整垫片、具第一轮圈料槽的推料板，下模包括下模座、具R形台阶的模芯轴和具第二轮圈料槽的定位圈以及一组模芯，上模座枢置在与通用模盘相对一侧的夹模油缸的油缸柱上，其面向活动边镶块的一侧间设有第一弹簧孔，活动边镶块与上模座相固定，其面向上模座的一侧间设有与第一弹簧孔的数量相等的第二弹簧孔，孔内容纳弹簧的一端，弹簧的另一端容纳于第一弹簧孔中，调整垫片、推料板夹持于上模座与活动边镶块之间，下模座固定在通用模盘上，模芯轴延设于下模座一侧中央，定位圈设置于模芯轴的基部，一组模芯设置在模芯轴上。
4.根据权利要求3所述的皮带轮圈的加工方法，其特征在于所述的一组模芯包括模环、隔圈，模环与隔圈彼此一隔一且紧挨于一起地设置于模芯轴上。
5.根据权利要求4所述的皮带轮圈的加工方法，其特征在于所述的模环是由至少三个瓣环拼接而成的一个整体的环，模环的断面形状呈梯形。
6.根据权利要求4所述的皮带轮圈的加工方法，其特征在于所述的隔圈的断面形状呈梯形。
7.根据权利要求3所述的皮带轮圈的加工方法，其特征在于所述的活动边镶块所面向下模的一侧形成有一个斜面。
8.根据权利要求1所述的皮带轮圈的加工方法，其特征在于所述的旋轮的截面形状呈梯形。
9.根据权利要求1所述的皮带轮圈的加工方法，其特征在于所述的成型滚轮的截面形状呈梯形。
全文摘要
一种皮带轮圈的加工方法，属于机械传动部件中的皮带轮的加工技术领域。包括的步骤备好旋压成型模和旋轮及成型滚轮；下料得到毛坯；将旋压成型模装于旋压机的通用模盘上；把毛坯套置到旋压成型模上；把旋轮安装到旋压机的旋压滚轮架上；驱动旋压机，由旋压机的主轴使通用模盘携旋压成型模及毛坯旋转，由旋轮旋压出呈U型的皮带槽；由成型滚轮将U型的皮带槽旋压成梯形的皮带槽，得到成品皮带轮圈。优点模具简单；不浪费材料，加工效率高；毛坯的获取既可由管材截取，也可由板材得到；可依据增减模芯的模环、隔圈个数获得具依需数量的皮带槽的皮带轮圈。
文档编号B21D37/00GK1745927SQ20051009464
公开日2006年3月15日 申请日期2005年9月27日 优先权日2005年9月27日
发明者许文元, 张育才, 谢建新, 徐国忠 申请人:常熟市鼓风机有限公司