CN102886649B - V型带轮制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种V型带轮制造工艺，旨在解决现有的V型带轮的带槽侧面摩擦系数小，传递动力较小，皮带与带轮配合使用时易打滑的不足。该发明包括带轮成型、加工V型带槽、精加工和抛丸等工艺步骤，带槽与皮带贴合的侧面摩擦系数大，皮带和带槽之间的摩擦力大，皮带在传递动力的时候传递的力和力矩大，皮带不易打滑，传动效率高，带轮特别适合在大功率、大载荷下使用。

Description

V型带轮制造工艺

技术领域

   本发明涉及一种带轮的制造工艺，更具体地说，它涉及一种传递动力大的V型带轮的制造工艺。

背景技术

   V型传动带和带轮之间一般是通过滑动摩擦来传递动力，摩擦力越大就能传递越大的动力，而且摩擦力大皮带和带轮之间就不易出现打滑现象。目前V型带轮一般采用铸造成型，然后回火，最后对带轮表面进行精加工，这种方法制造而成的V型带轮的带槽侧面光洁度好，但摩擦系数较小，传递的动力大小有限，当传递的动力较大时皮带与带轮配合使用容易出现打滑现象。

   中国专利公布号CN102218509A，公开了一种带槽皮带轮的铸造模具，带轮采用铸造方式一体成型，然后经过后续的热处理和精加工形成带轮产品，带轮的带槽侧面光洁度好，摩擦系数小，传递动力较小，皮带易打滑。再如中国专利公开号CN1301202A，公开了一种多条V形槽式皮带轮的制造方法，将多条V形槽形成为两级多条V形槽式皮带轮，通过这种方法制造的皮带轮，它的带槽侧面摩擦系数较小，传递动力较小，皮带易打滑。

发明内容

本发明克服了现有的V型带轮的带槽侧面摩擦系数小，传递动力较小，皮带与带轮配合使用时易打滑的不足，提供了一种V型带轮制造工艺，这种工艺方法制造出的带轮，它的带槽的侧面摩擦系数大，传递的动力较大，皮带与带轮配合使用时不易打滑，传动效率高。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种V型带轮制造工艺，其特征是，包括以下步骤：

第一步，带轮成型：一体成型圆柱形带轮胚体；

第二步，加工V型带槽：对带轮胚体外表面进行切削加工，在带轮胚体外壁上形成若干个与V带配合的V形带槽；

第三步，精加工：对带轮胚体外表面和带槽侧面进行切削加工，切削掉加工余量，带轮胚体外表面和带槽侧面形成光亮的平整面；

第四步，抛丸：将带轮放入抛丸机内，启动抛丸机对带槽侧面进行抛丸操作，在带槽侧面形成粗糙的抛丸层。

第一步一体成型圆柱形带轮胚体。第二步中根据所需的V型带轮的联组数切削加工出对应的V型带槽数，加工完带槽留有加工余量。第三部对带轮胚体的表面以及带槽的侧面进行精加工，使带轮胚体外表面和带槽侧面形成光亮的平整面。带轮精加工完成后再进行抛丸操作，在带槽的侧面形成粗糙的抛丸层，抛丸层摩擦系数大，V带设置在带槽内皮带和带槽侧面的抛丸层贴合通过滑动摩擦传递动力，由于抛丸层摩擦系数大，因此皮带和抛丸层之间的摩擦力大，皮带在传递动力的时候传递的力和力矩大，皮带不易打滑，传动效率高，带轮特别适合在大功率、大载荷下使用。

作为优选，抛丸机内使用的抛射材料为钢丸，钢丸的硬度大于40HRC，抛射钢丸线速度不小于60m/s，钢丸的直径为0.3mm~1mm，抛丸时间为5分钟~10分钟。抛丸机对带轮表面进行抛丸处理，选用钢丸作为抛丸机的抛射材料，钢丸硬度好，具有较好的弹性和抗疲劳性能，经久耐用，重复使用率高。抛丸机的抛丸量在150~200kg/min。钢丸抛射的线速度与抛丸层压痕的深度正相关，钢丸的直径与抛丸层压痕的大小正相关。钢丸线速度不小于60m/s，钢丸的直径为0.3mm~1mm，抛丸时间为5分钟~10分钟，通过这些抛丸工艺参数的设置是抛丸完成后抛丸层的摩擦系数达到理想的数值。

作为优选，第二步和第三步均采用数控车床进行加工，在第三步数控车床一次加工完成对带轮的粗加工和精加工。数控车床操作简单，数控车床一次加工完成对带轮的粗加工和精加工简化加工步骤，提高工作效率，降低生产成本。

作为优选，第四步之后在带轮胚体上沿轴向钻通孔，通孔贯穿带轮胚体的两端，通孔将所有带槽连通。带轮胚体钻完通孔进行齿圈的浇注：在带轮胚体的外侧安装浇注齿圈用的模具，齿圈浇注在带槽的槽底，齿圈上的啮合齿根据啮合传动原理设计，固定好模具从通孔的端部开口位置将金属浇注液注入带槽内浇注成型齿圈。在带槽的槽底浇注齿圈，齿圈外表面上设置啮合齿，带槽的两侧面和V带形成摩擦传动，齿圈上的啮合齿和V带形成啮合传动，因此V带和带轮就形成了摩擦传动和啮合传动的复合传动方式，不易打滑，传递的力和力矩远远大于一般的V带传动，传动效率高，特别适合大功率、大载荷环境下的使用。先在带轮胚体上开设若干个轴向的通孔，然后在带轮胚体上安装固定上齿圈浇注模具，模具包括和带槽适配的凸起，凸起表面设有用于浇注齿圈啮合齿的啮合齿模，凸起表面和带槽的槽底之间浇注齿圈，通孔与凸起表面和带槽的槽底之间的空腔连通。模具安装好之后将浇注铝液从通孔的端部开口位置浇注到凸起表面和带槽的槽底之间的空腔内。齿圈空冷后拆卸用于浇注齿圈的模具，一个既在带槽的侧面具有较大摩擦系数的抛丸层，又在带槽的槽底具有啮合齿的V带轮就制造完成了，带轮使用时形成了摩擦传动和啮合传动的复合传动方式，综合性能好。

一种方案，第一步带轮成型采用灰口铸铁铸造成型。在第一步和第二步之间对带轮依次进行去应力退火、表面淬火、低温回火；去应力退火：带轮放入100~200℃的炉中，随炉升温至500~600℃，保温4~8小时后空冷；表面淬火：将去应力退火后的带轮放入炉中加热至850~870℃，而后将带轮放入油中淬火；低温回火：淬火后的带轮在150~250℃进行回火。灰口铸铁采用砂型铸造工艺铸造成型带轮胚体，冷却后取出带轮胚体，对带轮胚体依次进行去应力退火、表面淬火、低温回火。退火去除带轮胚体的内应力，使带轮胚体不易出现开裂现象。经过表面淬火和低温回火后，带轮胚体的硬度和耐磨性得到了大大的提高，增加带轮的使用寿命。

另一种方案，第一步带轮成型采用合金钢铸造成型。在第二步和第一步之间对带轮依次进行淬火、低温回火；淬火：带轮放入炉中加热至850~950℃，而后将带轮放入油中淬火；低温回火：淬火后的带轮在200~300℃进行回火。合金钢采用砂型铸造工艺铸造成型带轮胚体，冷却后取出带轮胚体，对带轮胚体依次进行淬火和低温回火，获得高强度、高硬度的马氏体基体，提高带轮的耐磨性能，增加带轮的使用寿命。合金钢可以是低碳合金结构钢、渗碳钢、调质钢等合金钢中的一种。

作为优选，钢丸的直径为0.6mm，抛丸时间为8分钟。选择合适的钢丸直径和抛丸时间使抛丸层达到理想的摩擦系数。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）这种工艺方法制造出的带轮，它的带槽的侧面具有抛丸层，摩擦系数大，传递的动力较大，皮带与带轮配合使用时不易打滑，传动效率高，适合在大功率、大载荷环境下使用；（2）V带和带轮就形成了摩擦传动和啮合传动的复合传动方式，不易打滑，传递的力和力矩远远大于一般的V带传动。

附图说明

图1是本发明的实施例1和实施例2的工艺流程图；

图2是本发明的实施例3和实施例4的工艺流程图；

图中：1、带轮胚体，2、带槽，3、抛丸层，4、通孔，5、齿圈，6、啮合齿，7、连接孔，8、键槽。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：

实施例1：一种V型带轮制造工艺（参见附图1），首先进行带轮成型，选用HT250材料作为铸造原料，灰口铸铁采用砂型铸造工艺，HT250加热熔融，并将液态HT250从浇注口位置浇注到砂型腔体内，冷却后脱模取出浇铸件，浇铸件为一体成型圆柱形的带轮胚体1，带轮胚体中间设有两端导通并用于和连接轴连接的连接孔7。带轮铸造完成后依次进行去应力退火、表面淬火、低温回火。去应力退火过程是将带轮放入150℃的炉中，随炉升温至550℃，保温6小时后空冷。表面淬火过程是将去应力退火后的带轮放入炉中加热至800℃，而后将带轮放入油中淬火。低温回火的过程是将淬火后的带轮放在200℃炉内进行回火。热处理过程去除带轮胚体的内应力，增加带轮胚体的硬度和耐磨性，延长带轮的使用寿命。然后在带轮胚体外壁上加工V型带槽，将带轮胚体装夹在数控车床上对带轮胚体外表面进行切削加工，在带轮胚体外壁上形成若干个与V带配合的V形带槽2，带槽等间距设置。根据所需的V型带轮的联组数切削加工出对应的V型带槽数，加工完带槽留有加工余量。带槽加工完成后在带轮胚体的连接孔内加工键槽8，将带轮胚体装夹在插床上进行键槽的切削加工。键槽加工完成后对带轮进行精加工，使用数控车床对带轮胚体外表面和带槽侧面进行切削加工，切削掉加工余量，数控车床一次加工完成对带轮的粗加工和精加工，精加工完成后带轮胚体外表面和带槽侧面形成光亮的平整面。带轮精加工完成后进行钻孔操作，将带轮安装固定在钻床上，靠近连接孔位置均布钻六个轴向的固定孔，固定孔用于连接轴和连接孔的连接固定。带轮钻孔完成后对其进行抛丸操作，抛丸机采用履带式抛丸清理机，将带轮放入抛丸机内，启动抛丸机对带槽侧面进行抛丸操作。为了加工方便，对整个带轮都进行了抛丸，而不仅仅是对带槽侧面进行抛丸。抛丸机内使用的抛射材料为钢丸，钢丸的硬度大于40HRC，抛射钢丸线速度不小于60m/s，钢丸的直径为0.6mm，抛丸时间为8分钟。抛丸完成后在带槽侧面形成了致密的压痕，从而使带槽侧面形成粗糙的抛丸层3。抛丸层摩擦系数大，V带和抛丸层之间的摩擦力大。抛丸完成后的带轮包装入库。

实施例2：一种V型带轮制造工艺（参见附图1），主要工艺过程和实施例1相似，主要不同点在于带轮胚体铸造材料的选择和热处理的过程。本实施例中带轮胚体选用合金钢铸造成型。合金钢可以是低碳合金结构钢、渗碳钢、调质钢等合金钢中的一种。本实施例中采用16Mn。带轮胚体铸造脱模取出后，依次进行淬火、低温回火的热处理过程。淬火过程是将带轮放入炉中加热至900℃，而后将带轮放入油中淬火。低温回火过程是将淬火后的带轮在250℃炉内进行回火。获得高强度、高硬度的马氏体基体，提高带轮的耐磨性能，增加带轮的使用寿命。然后再进行加工V型带槽、精加工、钻孔和抛丸步骤，这些过程和实施例1相同。

实施例3：一种V型带轮制造工艺（参见图2），包括实施例1中的所有的工艺步骤，带轮完成抛丸工艺后，在带轮胚体上沿轴向钻通孔4，通孔贯穿带轮胚体的两端，通孔将所有带槽连通，通孔的轴线在带槽槽底的外侧。带轮胚体钻完通孔进行齿圈5的浇注，浇注过程首先在带轮胚体的外侧安装浇注齿圈用的模具，齿圈浇注在带槽的槽底，齿圈的外表面上设置啮合齿6，齿圈上的啮合齿6根据啮合传动原理设计。模具包括和带槽适配的凸起，凸起表面设有用于浇注齿圈啮合齿的啮合齿模，凸起表面和带槽的槽底之间浇注齿圈，通孔与凸起表面和带槽的槽底之间的空腔连通。模具安装固定好之后将浇注铝液从通孔的一端的端部开口位置浇注到凸起表面和带槽的槽底之间的空腔内，浇注成型齿圈。齿圈空冷后拆卸用于浇注齿圈的模具，最后将带轮包装入库。一个既在带槽的侧面具有较大摩擦系数的抛丸层，又在带槽的槽底具有啮合齿的V带轮就制造完成了，带轮使用时形成了摩擦传动和啮合传动的复合传动方式，综合性能好。

实施例4：一种V型带轮制造工艺（参见附图2），包括实施例2中的所有的工艺步骤，合金钢铸造过程中采用的材料是40Cr，浇铸件脱模后进行调制，在900℃淬火，在580℃高温回火。获得综合性能较好的带轮胚体。带轮完成抛丸工艺后，在带轮胚体上沿轴向钻通孔4，通孔贯穿带轮胚体的两端，通孔将所有带槽连通，通孔的轴线在带槽槽底的外侧。带轮胚体钻完通孔进行齿圈5的浇注，浇注过程首先在带轮胚体的外侧安装浇注齿圈用的模具，齿圈浇注在带槽的槽底，齿圈的外表面上设置啮合齿6，齿圈上的啮合齿6根据啮合传动原理设计。模具包括和带槽适配的凸起，凸起表面设有用于浇注齿圈啮合齿的啮合齿模，凸起表面和带槽的槽底之间浇注齿圈，通孔与凸起表面和带槽的槽底之间的空腔连通。模具安装固定好之后将浇注铝液从通孔的一端端部开口位置浇注到凸起表面和带槽的槽底之间的空腔内，浇注成型齿圈。齿圈空冷后拆卸用于浇注齿圈的模具，最后将带轮包装入库。一个既在带槽的侧面具有较大摩擦系数的抛丸层，又在带槽的槽底具有啮合齿的V带轮就制造完成了，带轮使用时形成了摩擦传动和啮合传动的复合传动方式，综合性能好。

以上所述的实施例只是本发明的四种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种V型带轮制造工艺，其特征是，包括以下步骤：

第一步，带轮成型：一体成型圆柱形带轮胚体（1）；

第二步，加工V型带槽：对带轮胚体外表面进行切削加工，在带轮胚体外壁上形成若干个与V带配合的V形带槽（2）；

第三步，精加工：对带轮胚体外表面和带槽侧面进行切削加工，切削掉加工余量，带轮胚体外表面和带槽侧面形成光亮的平整面；

第四步，抛丸：将带轮放入抛丸机内，启动抛丸机对带槽侧面进行抛丸操作，在带槽侧面形成粗糙的抛丸层（3）。

2.根据权利要求1所述的V型带轮制造工艺，其特征是，抛丸机内使用的抛射材料为钢丸，钢丸的硬度大于40HRC，抛射钢丸线速度不小于60m/s，钢丸的直径为0.3mm~1mm，抛丸时间为5分钟~10分钟。

3.根据权利要求1所述的V型带轮制造工艺，其特征是，第二步和第三步均采用数控车床进行加工，在第三步数控车床一次加工完成。

4.根据权利要求1所述的V型带轮制造工艺，其特征是，第四步之后在带轮胚体上沿轴向钻通孔（4），通孔贯穿带轮胚体的两端，通孔将所有带槽连通。

5.根据权利要求4所述的V型带轮制造工艺，其特征是，带轮胚体钻完通孔进行齿圈（5）的浇注：在带轮胚体的外侧安装浇注齿圈用的模具，齿圈浇注在带槽的槽底，齿圈上的啮合齿（6）根据啮合传动原理设计，固定好模具从通孔的端部开口位置将金属浇注液注入带槽内浇注成型齿圈。

6.根据权利要求1或2或3或5所述的V型带轮制造工艺，其特征是，第一步带轮成型采用灰口铸铁铸造成型。

7.根据权利要求6所述的V型带轮制造工艺，其特征是，在第一步和第二步之间对带轮依次进行去应力退火、表面淬火、低温回火；去应力退火：带轮放入100~200℃的炉中，随炉升温至500~600℃，保温4~8小时后空冷；表面淬火：将去应力退火后的带轮放入炉中加热至850~870℃，而后将带轮放入油中淬火；低温回火：淬火后的带轮在150~250℃进行回火。

8.根据权利要求1或2或3或5所述的V型带轮制造工艺，其特征是，第一步带轮成型采用合金钢铸造成型。

9.根据权利要求8所述的V型带轮制造工艺，其特征是，在第一步和第二步之间对带轮依次进行淬火、低温回火；淬火：带轮放入炉中加热至850~950℃，而后将带轮放入油中淬火；低温回火：淬火后的带轮在200~300℃进行回火。

10.根据权利要求2所述的V型带轮制造工艺，其特征是，钢丸的直径为0.6mm，抛丸时间为8分钟。