一种半钢轮胎材料分布图的绘制方法与流程

1.本发明属于轮胎模型技术领域，尤其涉及一种半钢轮胎材料分布图的绘制方法。


背景技术：

2.轮胎材料分布图是结构工程师根据已有的模具外轮廓以及设计经验，设计的成品材料断面截面图。轮胎材料分布图可以为成型工序提供设备基础工艺参数，其他半成品宽度参数也可根据图形得出，根据轮胎材料分布图还可以计算得出轮胎成型半成品宽度和长度，为试制施工制作奠定基础。
3.现有材料分布图设计原则：水平轴以上部分：根据半成品经验厚度由外到内，层层递进设计。沟底胶厚度，冠带条，带束层，帘布层，内衬层。水平轴以下部分：先确定钢丝圈位置，再确定三角胶，反包帘布位置。最后确认内轮廓。然而这种绘制方法进行绘制时由外到内，层层递进，先部分，后整体，需要时间较长；步骤较为繁琐，系统性不强。而且绘制的分布图轮廓精确度不够，缺少与实物对比与关联。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种半钢轮胎材料分布图的绘制方法，该方法可使材料分布图设计参数化，系统化，且精准度高。
5.为了达到上述目的，本发明提供了一种半钢轮胎材料分布图的绘制方法，包括如下步骤：
6.a.绘制内轮廓；所述内轮廓采用如下步骤进行绘制：
7.1)获取模具外轮廓图形，根据外轮廓图形确定胎冠中心位置、胎冠肩部位置、胎趾位置及上胎肩位置；
8.2)计算胎冠中心厚度a，根据胎冠中心厚度a确定胎冠肩部厚度b，其中b＝a+0.3；根据胎冠中心位置、胎冠肩部位置及a、b确定胎冠中心和胎冠肩部的下端点，过两个下端点做垂直于中心线的圆弧h；
9.3)模具外轮廓邻近水平轴上下部位的圆弧向内平移，记为圆弧m；所述平移的距离为水平轴处胎侧总厚度c；
10.4)测量上胎肩部位圆弧半径为e，依此半径画圆弧n，圆弧n分别与圆弧h和圆弧m相交；
11.5)测量下胎侧过渡圆弧半径为f，依此半径画圆弧o，圆弧o与圆弧m相交；
12.6)测量胎趾部位圆弧半径为d，依此半径画圆弧p，其中圆弧p的上部与圆弧o相交，下端点为趾口；圆弧h、n、m、o、p连接而成内轮廓；
13.b.绘制水平轴下方材料分布图；
14.c.绘制水平轴上方材料分布图。
15.优选的，所述步骤2)中胎冠中心厚度a＝a+b+c+d+e；其中a为沟底胶厚度；b为胎冠胶厚度；c为带束层厚度；d为帘布层厚度；e为内衬层厚度。
16.优选的，所述步骤3)中水平轴处胎侧总厚度c＝d+e+f；其中f为水平轴胎侧厚度。
17.优选的，所述步骤b中以先下后上的方式绘制水平轴下方材料分布图，具体为：
18.①
先确认着合直径及钢丝圈直径；
19.②
将内轮廓向外平移内衬层厚度的距离，得到内衬层曲线；将内衬层曲线向外平移帘布层厚度的距离，得到帘布层曲线，并得到钢丝圈右端点位置；
20.③
确定三角胶高度以及三角胶右侧轮廓曲线；
21.④
钢丝圈、三角胶外轮廓曲线向外平移帘布层厚度的距离，得到反包曲线位置。
22.优选的，所述步骤c中绘制水平轴上方材料分布图的具体步骤为：
23.a.将内轮廓向外平移内衬层厚度的距离，得到内衬层曲线；将内衬层曲线向外平移帘布层厚度的距离，得到帘布层曲线；
24.b.将帘布层中心端点向上平移带束层厚度的距离，得到带束层中心点位置，已知带束层的宽度，带束层右侧端点位置距离帘布层下方垂直距离≥1.6mm，过带束层端点和带束层中心点位置，垂足在中心线上，确定1#带束层弧度；
25.c.将带束层向上移动冠带层厚度的距离，得到冠带层。
26.优选的，当含有两层带束层时，邻近帘布层的一层为1#带束层，将1#带束层向上移动2#带束层厚度的距离，结合2#带束层的宽度，得到2#带束层。
27.优选的，采用同步骤b的方法确定1#带束层和2#带束层之间的胶片厚度。
28.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
29.本发明提供的半钢轮胎材料分布图的绘制方法，可使材料分布图设计参数化，系统化，且精准度高；
30.对于经验相对较浅的设计者，在内轮廓确认的初始材料分布图基础上，也可以进一步的通过内轮廓的偏移，钢丝圈、三角胶等半部件的定位进行进一步的具体设计。
附图说明
31.图1为实施例1中模具外轮廓图形的示意图；
32.图2为实施例1中圆弧h、n、m、o、p的示意图；
33.图3为实施例1中内轮廓的示意图；
34.图4为实施例1中水平轴下方材料分布示意图；
35.图5为实施例1中水平轴上方材料分布示意图；
36.图6为绘制完成的半钢轮胎材料分布图；
37.图7为图5和实际轮胎断面的对比图；
38.其中1-水平轴、2-中心线、3-内轮廓弧长、4-胎面、5-冠带层、6-2#带束层、7-1#带束层、8-帘布层、9-上胎侧胎侧胶、10-下胎侧胎胶、11-钢丝圈、12-三角胶、13-内衬层。
具体实施方式
39.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.本发明提供了一种半钢轮胎材料分布图的绘制方法，包括如下步骤：
41.a.绘制内轮廓；所述内轮廓采用如下步骤进行绘制：
42.1)获取模具外轮廓图形，根据外轮廓图形确定胎冠中心位置、胎冠肩部位置、胎趾位置及上胎肩位置；
43.2)计算胎冠中心厚度a，根据胎冠中心厚度a确定胎冠肩部厚度b，其中b＝a+0.3；根据胎冠中心位置、胎冠肩部位置及a、b确定胎冠中心和胎冠肩部的下端点，过两个下端点做垂直于中心线的圆弧h；
44.3)模具外轮廓邻近水平轴上下部位的圆弧向内平移，记为圆弧m；所述平移的距离为水平轴处胎侧总厚度c；
45.4)测量上胎肩部位圆弧半径为e，依此半径画圆弧n，圆弧n分别与圆弧h和圆弧m相交；
46.5)测量下胎侧过渡圆弧半径为f，依此半径画圆弧o，圆弧o与圆弧m相交；
47.6)测量胎趾部位圆弧半径为d，依此半径画圆弧p，其中圆弧p的上部与圆弧o相交，下端点为趾口；圆弧h、n、m、o、p连接而成内轮廓；
48.b.绘制水平轴下方材料分布图；
49.c.绘制水平轴上方材料分布图。
50.在本发明中，在绘制分布图前，预制备的轮胎的材料类型是提前已经预知确定的，根据材料类型已经确定沟底胶厚度、冠带层厚度、带束层厚度等基础参数。
51.进一步的，在本发明中，所述步骤2)中胎冠中心厚度a＝a+b+c+d+e；其中a为沟底胶厚度；b为胎冠胶厚度；c为带束层厚度；d为帘布层厚度；e为内衬层厚度。
52.进一步的，在本发明中，所述步骤3)中水平轴处胎侧总厚度c＝d+e+f；其中f为水平轴胎侧厚度。
53.进一步的，在本发明中，所述步骤b中以先下后上的方式绘制水平轴下方材料分布图，具体为：
54.①
先确认着合直径及钢丝圈直径；
55.②
将内轮廓向外平移内衬层厚度的距离，得到内衬层曲线；将内衬层曲线向外平移帘布层厚度的距离，得到帘布层曲线，并得到钢丝圈右端点位置；
56.③
确定三角胶高度以及三角胶右侧轮廓曲线；
57.④
钢丝圈、三角胶外轮廓曲线向外平移帘布层厚度的距离，得到反包曲线位置。
58.进一步的，在本发明中，所述步骤c中绘制水平轴上方材料分布图的具体步骤为：
59.a.将内轮廓向外平移内衬层厚度的距离，得到内衬层曲线；将内衬层曲线向外平移帘布层厚度的距离，得到帘布层曲线；
60.b.将帘布层中心端点向上平移带束层厚度的距离，得到带束层中心点位置，已知带束层的宽度，带束层右侧端点位置距离帘布层下方垂直距离≥1.6mm，过带束层端点和带束层中心点位置，垂足在中心线上，确定1#带束层弧度；
61.c.将带束层向上移动冠带层厚度的距离，得到冠带层。
62.进一步的，在本发明中，当含有两层带束层时，邻近帘布层的一层为1#带束层，将1#带束层向上移动2#带束层厚度的距离，结合2#带束层的宽度，得到2#带束层。
63.进一步的，在本发明中，采用同步骤b的方法确定1#带束层和2#带束层之间的胶片
厚度。
64.在本发明中，绘制完成半钢轮胎材料分布图后，优选先采用该分布图制作轮胎样品，将轮胎样品切割断面，对样品的断面分析测量，将绘制的内轮廓对比样品断面内轮廓，计算是否有误差，如有误差，可把绘制的内轮廓的相关半径参数略微调整一下，使内轮廓曲线周长和实际轮胎断面周长基本一样，进一步提高准确度。修正后的材料分布图可进行存档，为后面同类型的新产品的设计作参考依据。
65.为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
66.实施例1
67.165/65r15规格
68.一、确定参数：
69.①
获取模具外轮廓图形，具体如图1所示。
70.②
根据预先选定材料类型确认初始参数；预先计算评估材料厚度，确定内轮廓a、b、c、d、e、f这几个关键点的数据。具体数据详见表1。
71.表1半钢轮胎材料分布图设计所需基本参数
[0072][0073][0074]
二、内轮廓绘制程序和步骤：
[0075]
①
根据模具外轮廓图形，确定胎冠中心位置、胎冠肩部位置，在胎肩部位左侧5mm，向下延伸做垂线，根据胎冠中心位置、胎冠肩部位置及胎冠厚度及胎冠肩部位置厚度，确定胎冠中心的下端点和胎冠肩部的下端点，根据三点画圆，过胎冠中心的下端点和胎冠肩部的下端点，做垂直于中心线的圆弧h。
[0076]
②
水平轴上下部位处外轮廓圆弧向内平移c数值距离。
[0077]
③
根据上胎肩部位圆弧半径e，画圆弧半径为e的圆弧n，圆弧n的分别与圆弧h和圆
弧m相交。
[0078]
④
根据下胎侧过渡圆弧半径f，画圆弧半径为f的圆弧o，圆弧o的上部与圆弧m相交。
[0079]
⑤
根据胎趾部位圆弧半径d，画圆弧半径为d的圆弧p，圆弧p的上部与圆弧o相交，下端点为趾口，圆弧h、n、m、o、p相交后自然连接，去除多余的弧线部分，如图2所示，形成流畅曲线的内轮廓，具体如图3所示。
[0080]
三、具体材料分布图程序和步骤：
[0081]
1、水平轴下方材料分布图：
[0082]
①
先下后上：确认钢丝圈的排布、三角胶的高度及数据库口型调用，具体如表2所示。根据表2选择着合直径为378.8mm以及钢丝圈直径为385mm。
[0083]
表2模块化设计着合直径和钢丝圈直径参数
[0084][0085][0086]
②
内轮廓往外平移1.5mm得到内衬层曲线，内衬层曲线向外平移1.1mm得到帘布层曲线，钢丝圈右端点位置确认。
[0087]
③
确定三角胶高度，以及三角胶右侧轮廓曲线。
[0088]
④
钢丝圈、三角胶外轮廓曲线向外平移1.1mm得到反包曲线位置，具体如图4所示。
[0089]
2、水平轴上方材料分布图：
[0090]
①
内轮廓往外平移1.5mm得到内衬层曲线；内衬层曲线向外平移1.1mm得到帘布层曲线。
[0091]
②
帘布层曲线的中心点往上移1.1mm，得到1#带束层的中心点位置，1#带束层右侧端点位置距离帘布层下方垂直距离≥1.6mm，结合表1中提供的1#带束层的宽度，过1#带束层的右端点和1#带束层中心点，做垂直于中心线的圆弧，即为1#带束层。
[0092]
③
同理，确定1#和2#带束层之间的胶片厚度及2#带束层。
[0093]
④
2#带束层往上平移0.8mm，作为冠带层，具体如图5所示，绘制完成的半钢轮胎材料分布图如图6所示。
[0094]
将图6的半钢轮胎材料分布图与实际断面进行对比，具体如图7所示。由图7可以看出，本发明提供的绘制方法与实际断面贴合，精准度高。同时，用卷尺测量实际的轮胎断面内轮廓周长为346mm，绘制的轮胎断面材料分布图周长为348mm，材料分布图误差为2mm，误差较小，准确度高。
[0095]
此外，绘制完成半钢轮胎材料分布图后，依据材料分布图测量出内轮廓弧长，依据这个参数，可以计算出一些参数，为制作轮胎施工提供依据。如表3所示，根据内轮廓弧长可计算出如下参数。
[0096]
表3基础参数及计算
[0097][0098][0099]
注：上表中p1、t、w、x、y为预先已经确定的基础参数，其他为内置公式计算得出，计算公式在备注中解释说明。
[0100]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。