一种轮辋中段圆度校正工装的制作方法

本发明涉及一种轮辋中段圆度校正工装。

背景技术：

车辆轮胎一般通过轮辋体固定安装，轮辋体通常为圆柱筒状结构，主体结构在轴向上由大段a、中段b和槽段c三段拼焊构成，现有技术中的轮辋加工工艺中，大段a、槽段c通常采用精车工艺制作，中段b通常采用卷制工艺制作，精车a段、精车c段再与卷制b段通过拼焊工艺固定连接为整体轮辋结构，卷制b段在人工卷制过程中圆度经常超过φ3mm，误差较大，不能满足直接与精车a段、精车c段直接拼焊的精度要求，需要对圆度超过φ3mm的轮辋卷制b段进行圆进行较正，确保精车a段、精车c段与卷制b段的同轴度，传统工艺中没有能够适应卷制b段圆度较正要求的专用圆度较正装置，产品质量不稳定，产品耗费加工时间长，生产效率低。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够满足轮辋圆度要求，提高产品质量稳定性，节约产品加工时间，生产效率高的轮辋中段圆度校正工装。

本发明的轮辋中段圆度校正工装，其特征在于：包括有工装底座，工装底座上方中心位置设置有主立柱，主立柱外侧面上沿圆周方向均匀分布、固定连接有多个法兰式液压缸，每个法兰式液压缸底端固定连接在主立柱外侧面上，伸缩杆沿主立柱截面径向水平向外延伸，多个法兰式液压缸围绕主立柱中心点呈放射状分布，多个法兰式液压缸连接有同步控制中心；

每个法兰式液压缸的伸缩杆外端通过螺纹配合连接有撑爪接头，撑爪接头外侧通过插销连接有主支撑爪，每个主支撑爪沿竖直方向设置，多个主支撑爪外侧面构成能够自内向外挤压校正轮辋内圆周面的弧形支撑面，主支撑爪背部通过插销连接在撑爪接头上，主支撑爪外侧面设置有u形凹槽，u形凹槽内配合设置有辅助支撑爪，主支撑爪、辅助支撑爪相应位置设置有多个销钉孔，每个通孔内设置有销钉，辅助支撑爪通过销钉贯穿连接在主支撑爪u形凹槽内，并能够沿主支撑爪的u形凹槽上下移动；

半径大于主支撑爪外侧面最远距离的同心圆位置上设置有外模，外模由沿圆周方向均匀设置的三块弧形外模板组合构成，每块外模板外侧面连接有能够推动外模块沿径向向内挤压校正轮辋外圆周面的驱动机构；每块外模板上设置有多个预留点焊窗孔；

每块外模板包括有上模板、下模板，下模板外侧面上部靠近两端的位置对称设置有下安装凸台，下安装凸台设置有自顶面向下延伸的销孔，下模板外侧面下部与下安装凸台相应位置设置有上安装凸台，上安装凸台设置有自底面向下延伸并能够伸入至下安装凸台销孔内的导向销；

所述工装底座为横置t字形结构，主立柱中心位于t字形工装底座的几何中心位置上，其中一块外模块的驱动机构中心线沿横t字形工装底座的横向中心线分布于横向部位，其余两块外模块的驱动机构对称设置于横t字形工装底座的纵向部位；

所述每块外模板的驱动机构包括固定连接于工装底座上表面的滑轨座，和能够沿滑轨座水平滑移的滑块；滑轨座两端设置有竖直固定板，两端竖直固定板上端之间两根导向轴，两根导向轴在水平方向上互相平行，滑轨座位于两端竖直固定板之间的底板上固定连接有两根倒置v形轨道，每根倒置v形轨道与相应导向轴在竖直方向上互相平行，滑块套装在两根导向轴上；滑块底部两侧分别连接有v形槽滚轮，每侧v形槽滚轮分别与相应倒置v形轨道配合安装；滑块顶面上固定连接有l形外模支架，外模支架竖直部分底端设置有水平连接板，水平连接板通过第四螺栓固定连接在滑块顶面上；工装底座上位于滑轨座外侧的位置设置有油缸座基座，油缸座基座顶端固定安装有液压油缸，外模板外侧面上端中部固定连接有耳环座，耳环座上段固定设置有一对耳板，液压油缸的伸缩杆前端沿水平方向伸入至一对耳板之间，并通过第五螺栓固定连接，外模支架水平部分设置有竖直连接板，竖直连接板通过第二螺钉固定连接在耳环座下段；

所述液压油缸为双耳式液压油缸，油缸座基座顶端通过第二螺栓18固定连接有油缸座，液压油缸后端通过第一螺栓固定连接在油缸座上；

所述工装底座上表面位于每块外模板与相邻外模板之间空间内的部分固定安装有垫块，每块外模板与相邻外模板之间距离大于垫块厚度；

所述每块外模板的上模板靠近上边缘、下模板靠近下边缘的位置分别沿圆周方向均匀分布有多个预留点焊窗孔，

所述倒置v形轨道通过焊接固定连接在滑轨座底板上；

所述立柱为多棱柱形结构，多棱柱每个外侧面底部通过安装法兰分别固定连接一个法兰式液压缸，安装法兰为边长与多棱柱外侧面宽度一致的正方形，安装法兰通过第一螺钉固定连接在多棱柱外侧面上；

所述立柱为正八棱柱，正八棱柱外侧面上连接有八个法兰式液压缸；

所述工装底座下方连接有多个竖直向下延伸的预埋地脚螺钉，地脚螺钉上设置有能够调节工装底座高度的调节螺母。

本发明的轮辋中段圆度校正工装，t形工装底座通过预埋地脚螺钉固定连接支撑在地面上，工装底座上方中部主立柱外侧面多个呈放射状的法兰式液压缸推动主支撑爪从内部向外挤压校正轮辋内圆周面，外部三个双耳式液压油缸推动外模支架通过滑块沿滑轨座滑移，推动三块外模板沿径向向内挤压校正轮辋外圆周面，确保轮辋同轴度，满足拼焊工艺圆度要求，提高产品质量稳定性，节约产品加工时间，生产效率高。

附图说明

图1是本发明实施例轮辋中段圆度校正工装立体结构示意图；

图2是本发明实施例轮辋中段圆度校正工装平面结构示意图；

图3是本发明实施例轮辋中段圆度校正工装主支撑爪与法兰式液压缸连接部位立体结构放大示意图；

图4是本发明实施例轮辋中段圆度校正工装外模板的驱动机构部位立体结构放大示意图；

图5是本发明实施例轮辋中段圆度校正工装主支撑爪与辅助支撑爪立体结构放大示意图；

图6是本发明实施例轮辋中段圆度校正工装上模板与下模板部位立体结构放大示意图；

图中：

1——地脚螺栓，2——工装底座，3——销钉，4——主立柱，5——第一螺钉，

6——法兰式液压缸，7——撑爪接头，8——主支撑爪，9——辅助支撑爪，

10——上模板，11——下模板，12——点焊窗孔，13——第二螺钉，

14——驱动机构，15——垫块，16——油缸座，17——第一螺栓，

18——第二螺栓，19——油缸座基座，20——滑轨座，21——倒置v型轨道，

22——导向轴，23——v型槽滚轮，24——第三螺栓，25——滑块，

26——外模支架，27——第四螺栓，28——耳环座，29——第五螺栓，

30——双耳式液压油缸。

具体实施方式

如图所示，一种轮辋中段圆度校正工装，首先设置工装底座2，工装底座2为横置t字形结构，在工装底座上方设置主立柱4，主立柱4中心位于t字形工装底座的几何中心位置上，主立柱4外侧面上沿圆周方向均匀分布、固定连接多个法兰式液压缸6，每个法兰式液压缸6底端固定连接在主立柱4的外侧面上，其伸缩杆沿主立柱4截面的径向水平向外延伸，多个法兰式液压缸6围绕主立柱中心点呈放射状分布，多个法兰式液压缸6连接至同步控制中心，由控制中心控制同步执行伸缩动作。

在每个法兰式液压缸6的伸缩杆外端通过螺纹配合连接撑爪接头7，撑爪接头7外侧通过插销连接主支撑爪8，每个主支撑爪8沿竖直方向设置，多个主支撑爪8的外侧面构成能够自内向外挤压校正轮辋内圆周面的弧形支撑面，主支撑爪8的背部通过插销连接在撑爪接头7上，主支撑爪8外侧面设置有u形凹槽，u形凹槽内配合设置有辅助支撑爪9，主支撑爪8、辅助支撑爪9相应位置设置多个销钉孔，每个通孔内设置销钉3，辅助支撑爪9通过销钉3贯穿连接在主支撑爪8的u形凹槽内，并能够沿主支撑爪8的u形凹槽上下移动，以适应不同高度的轮辋，轮辋规格变化时只需抽出销钉将辅助支撑爪沿u形凹槽上下移动至相应高度，再通过销钉贯穿连接，机械结构稳定可靠。

在半径大于主支撑爪外侧面最远距离的同心圆位置上设置外模，外模由沿圆周方向均匀设置的三块弧形外模板组合构成，每块外模板外侧面连接有能够推动外模块沿径向向内挤压校正轮辋外圆周面的驱动机构14；每块外模板上设置有多个预留点焊窗孔12，从内外两个方向同时挤压确保轮辋同轴度，满足拼焊工艺圆度要求后，自点焊窗孔焊接固定连接，操作方便。

每块外模板包括有上模板10、下模板11，下模板11外侧面上部位于耳环座两侧的位置对称设置有下安装凸台，下安装凸台设置有自顶面向下延伸的销孔，下模板外侧面下部与下安装凸台相应位置设置有上安装凸台，上安装凸台设置有自底面向下延伸并能够伸入至下安装凸台销孔内的导向销，通过导向销在销孔内上下移动，调整外模高度，以适应不同高度的轮辋。

三块外模块的其中一块外模块的驱动机构14中心线沿横t字形工装底座的横向中心线分布于横向部位，其余两块外模块的驱动机构对称设置于横t字形工装底座的纵向部位，t字形工装底座便于操作人员操作、观察，占用空间小。

进一步地，每块外模板的驱动机构14包括固定连接于工装底座2上表面的滑轨座20，和能够沿滑轨座水平滑移的滑块25；滑轨座20两端设置有竖直固定板，两端竖直固定板上端之间两根导向轴22，两根导向轴22在水平方向上互相平行，滑轨座20位于两端竖直固定板之间的底板上固定连接有两根倒置v形轨道21，每根倒置v形轨道21与相应导向轴22在竖直方向上互相平行，滑块25套装在两根导向轴22上；滑块25底部两侧分别连接有v形槽滚轮23，每侧v形槽滚轮23分别与相应倒置v形轨道21配合安装；滑块25顶面上固定连接有l形外模支架26，外模支架26竖直部分底端设置有水平连接板，水平连接板通过第四螺栓27固定连接在滑块25顶面上；工装底座2上位于滑轨座20外侧的位置设置有油缸座基座19，油缸座基座19顶端固定安装有液压油缸30，外模板外侧面上端中部固定连接有耳环座28，耳环座28上段固定设置有一对耳板，液压油缸30的伸缩杆前端沿水平方向伸入至一对耳板之间，并通过第五螺栓29固定连接，外模支架26水平部分设置有竖直连接板，竖直连接板通过第二螺钉13固定连接在耳环座下段。

本例中液压油缸选择双耳式液压油缸，油缸座基座19顶端通过第二螺栓18固定连接有油缸座16，液压油缸30后端通过第一螺栓17固定连接在油缸座16上，液压油缸沿水平方向设置，其伸缩杆沿水平方向伸缩运动，带动外模通过滑块水平移动。

工装底座2上表面位于每块外模板与相邻外模板之间空间内的部分固定安装有垫块15，每块外模板与相邻外模板之间距离大于垫块15厚度，以确保三块外模板的移动空间，圆度较正时轮辋安置在垫块15上，便于焊接操作。

每块外模板的上模板10靠近上边缘、下模板11靠近下边缘的位置分别沿圆周方向均匀分布有多个预留点焊窗孔12，便于多点焊接上段、中段、下段轮辋部分，连接可靠。

倒置v形轨道21通过焊接固定连接在滑轨座底板上，强度高。

进一步地，主立柱为多棱柱形结构，多棱柱每个外侧面底部通过安装法兰分别固定连接一个法兰式液压缸6，安装法兰为边长与多棱柱外侧面宽度一致的正方形，安装法兰通过第一螺钉5固定连接在多棱柱外侧面上，连接稳定可靠。

再进一步，主立柱选择正八棱柱，正八棱柱外侧面上连接有八个法兰式液压缸6，同时连接8个主支撑爪，较正效果好。

在工装底座2下方连接多个竖直向下延伸的预埋地脚螺钉1，地脚螺钉1上设置有能够调节工装底座高度的调节螺母，支撑平稳。

本发明的轮辋中段圆度校正工装，t形工装底座通过预埋地脚螺钉固定连接支撑在地面上，工装底座上方中部主立柱外侧面多个呈放射状的法兰式液压缸推动主支撑爪从内部向外挤压校正轮辋内圆周面，外部三个双耳式液压油缸推动外模支架通过滑块沿滑轨座滑移，推动三块外模板沿径向向内挤压校正轮辋外圆周面，确保轮辋同轴度，满足拼焊工艺圆度要求，提高产品质量稳定性，节约产品加工时间，生产效率高。

具体设计思路：

轮辋体是一种筒状的工件，轮辋主体在轴向上由大段a、中段b和槽段c三段拼焊而成。跟传统的轮辋加工工艺相比，新型轮辋是由精车a段、精车c段以及卷制的b段直接拼焊而成。由于中段b是人工卷制而成，其圆度往往超过了φ3mm，达不到直接与a、c段直接拼焊的精度要求，因此，需要对圆度超过φ3mm的轮辋中段进行圆度校正，并保证a、b、c三段拼焊的同轴度。基于此，本发明开发了一种新型轮辋的圆度校正装置。这种校正装置的发明在提高产品质量的同时，还能够节约产品的加工时间，从而提高产品的生产效率。

本发明由内向外主要是由内撑部分、外模驱动机构14、地脚螺栓1、工装底座2和垫块15组成。其中，内撑部分由销钉3、主立柱4、第一螺钉5、八个法兰式液压缸6、八个撑爪接头7、八个主支撑爪8以及八个辅助以撑爪9组成，外模驱动机构14三个上模板10、三个下外模11、预留点焊窗孔12、第二螺钉13、三个油缸座16、第一螺栓17、第二螺栓18、三个油缸基座19、三个滑轨座20、六条倒置v型轨道21、六根导向轴、十二个v形槽滚轮、第三螺栓24、三个滑块25、三个外模支架26、第四螺栓27、三个外模耳环座28、第五螺栓29以及三个双耳式油缸30组成。

轮辋圆度校正装置的主要结构连接方式如下：

沿周向均匀分布的八个法兰式液压缸6一端通过第一螺钉5与主立柱4固定连接，另一端设有螺纹与撑爪接头7的螺纹连接，主支撑爪8背部有插销活套在撑爪接头7上，主支撑爪8的两侧面设有销钉孔，辅助支撑爪9通过销钉孔中的销钉3与主支撑爪8连接，如此，使得撑爪在法兰式液压缸6的水平推力作用下能同时同步向外撑出；沿主立柱4的中心轴为中心而均匀分布的三个外模驱动机构14中，滑轨座20焊接在工装底座2上，滑轨座20上分布能固定导向轴22的竖直板，倒置v型轨道21位于导向轴22的下方并被焊接在滑轨座20上，滑块25活套在导向轴22上，v形槽滚轮23通过第三螺栓24连接在滑块25的下方并与倒置v型轨道21滑动配合。外模支架26通过第四螺栓27固定在滑块25上，且其上部通过第二螺钉13与外模耳环座28固定连接，外模耳环座28焊接在下模板11的中部位置，上模板10通过销轴套在下模板11上。双耳式液压油缸30的一端通过第五螺栓29与外模耳环座28连接，另一端通过第一螺栓17安装在油缸座16上，油缸座16通过第二螺栓18固定在油缸座基座19的上平面上，其下平面焊接在工装底座2上，工装底座2通过预埋地脚螺栓1与地面固定。

本发明的装置的动力由法兰式液压缸6和双耳式液压缸30提供。当轮辋的大段、中段及槽段按照次序依次放置在垫块15上时，同步驱动三个双耳式液压缸30，使得上、下外模同时向轮辋外表面移动，当包住轮辋的三段时，在同步驱动周向均匀分布的主支撑爪、辅助支撑爪，使得主支撑爪、辅助支撑爪向轮辋的内表面移动，当主支撑爪、辅助支撑爪完全作用于轮辋内表面时，在主支撑爪、辅助支撑爪的内撑以及外模包紧的综合作用下，就可提高轮辋中段的圆度和轮辋三段的同轴度；

操作步骤：

1、将轮辋放置于在圆周上均布的三个垫块15上；

2、同步驱动三个双耳式液压缸30，使得上模板10、下模板11同时向内移动，从而包裹住轮辋；

3、继续同步驱动周向均匀分布的主支撑爪8，使得主支撑爪8向外伸出，作用在轮辋内表面上，从而提高轮辋b段的圆度和轮辋三段的同轴度；

4、通过外模上的点焊预留焊接窗孔12对轮辋进行拼焊。

5、待拼焊结束，分别缩回法兰式液压缸6、双耳式液压缸30的活塞杆，最后吊离工件。

本发明的发明点如下：

1、底座：取代了原本的又高又大的底座，改用凸形整板作为整套装置的底座，后用预埋在地下的地脚螺栓将底座固定在地面上。这不仅节省了安装空间、原材料的使用，而且大幅度降低了新型轮辋圆度校正装置的安装高度，保证了人员在使用工装时的人身安全。

2、主支撑爪、辅助支撑爪：当轮辋高度增加时，轮辋的上环缝随之增高，撑爪的长度也增加。本发明的撑爪由主支撑爪、辅助支撑爪两部分组成。当中段的高度增加时，将辅助支撑爪抽出到相应高度，后用销钉固定住。

3、外模：当轮辋高度增加时，轮辋的上环缝随之增高，撑爪的长度也增加，外模的预留焊接窗孔高度也需增加。本发明将外模设计成为上模板、下模板两部分。当轮辋中段增加时，上模板向上脱出到相应高度，后用销钉固定住。

4、外模驱动部分：本发明采用滚轮滑块的移动方式，与方形滑块的移动方式相比，此种移动方式摩擦力小，加工方便。