一种轮式工程机械车轮用锁圈制造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种轮式工程机械车轮用锁圈制造工艺，涉及机械制造领域，包括以下步骤：步骤一，通过3D打印机器生成锁圈实体原型；步骤二，根据3D打印的原型，通过增材制造方法逐层添加金属材料镁以增强锁圈强度；步骤三，通过数控机床对锁圈进行精细加工保证尺寸和形状的精确度；步骤四，通过热处理方法对锻造或冲压后的锁圈进行热处理；步骤五，锁圈表面进行化学反应和喷涂处理提升防腐性和美观度；步骤六，对制造好的锁圈进行质量检验与性能测试；步骤七，根据测试数据，对工艺制造过程进行优化；本发明专利技术解决了锁圈传统制造工艺质量差、效率低以及零件复杂度限制的问题。效率低以及零件复杂度限制的问题。效率低以及零件复杂度限制的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种轮式工程机械车轮用锁圈制造工艺


[0001]本专利技术涉及机械制造领域，且更具体地涉及一种轮式工程机械车轮用锁圈制造工艺。

技术介绍

[0002]随着工程机械行业的不断发展，轮式工程机械在建筑、挖掘和运输等领域中扮演着重要的角色。而锁圈作为轮式工程机械的重要组成部分之一，其质量和性能直接影响着整体机械的安全性、稳定性和效率。
[0003]车轮锁圈作为固定车轮在轴上的重要零部件，其主要功能是确保车轮的稳定性和可靠性。传统的车轮锁圈制造工艺通常采用铸造、锻造或冲压等方法，但这些方法存在一些局限性和缺点。
[0004]首先，传统制造方法可能存在质量不稳定的问题，无法保证锁圈的尺寸精度和机械性能的一致性。这可能导致锁圈在使用过程中出现尺寸偏差、不良表面质量或者强度不足的问题，从而影响整个车轮的安全性能。
[0005]其次，传统工艺方式通常需要多个加工步骤，包括组装和后处理等，生产周期长且效率较低。这增加了生产成本和交货时间，并且容易受到人工操作的影响，存在一定的工艺风险。
[0006]此外，传统工艺方法对于复杂形状的锁圈设计和制造存在限制。一些特殊要求的锁圈形状和内部结构可能难以通过常规加工方法实现，这限制了锁圈的设计创新和功能优化，无法满足不同应用场景的需求。
[0007]综上所述，传统的车轮锁圈制造工艺在质量、效率和灵活性等方面存在一些问题和挑战。因此，研究开发一种新的制造工艺，能够提高锁圈的质量、性能和生产效率，实现更精确、可靠和灵活的车轮锁圈制造，具有重要的研究和应用价值。
[0008]因此，本专利技术公开一种轮式工程机械车轮用锁圈制造工艺。

技术实现思路

[0009]针对现有技术的不足，本专利技术公开了一种轮式工程机械车轮用锁圈制造工艺，通过利用3D建模软件生成车轮锁圈的数字化模型，实现了定制化设计的优势。通过3D打印机器快速制造出车轮锁圈的原型。过逐层添加金属材料镁，锁圈的强度得以提升，可以更好地承受车轮在工作中的载荷和振动，进一步提高整体的安全性和可靠性。通过数控机床加工，提高了锁圈的尺寸精度和表面质量，从而提高了整体的装配质量和使用性能。通过热处理方法对其进行处理，提高了整体的耐久性和可靠性。通过漆面处理，延长了其使用寿命。通过质量检验，保证其符合设计要求和产品标准。
[0010]为了实现上述技术效果，本专利技术采用以下技术方案：
[0011]一种轮式工程机械车轮用锁圈制造工艺，其中所述方法包括：
[0012]作为本专利技术进一步的技术方案，包括以下步骤：
[0013](S1)通过3D打印机器生成锁圈实体原型，所述3D打印机器包括数字模型模块、性能分析模块和3D打印模块；所述数字模型模块通过3D建模软件CAD生成锁圈的数字化模型；所述性能分析模块通过模拟分析软件对锁圈进行力学和疲劳分析；并根据分析结果，通过3D建模软件CAD对锁圈外形进行参数调整；最终通过3D打印模块制造出锁圈原型；
[0014](S2)根据3D打印的原型，通过增材制造方法逐层添加金属材料镁以增强锁圈强度；
[0015](S3)通过数控机床对锁圈进行精细加工保证尺寸和形状的精确度；
[0016](S4)通过热处理方法对锻造或冲压后的锁圈进行热处理，所述热处理方法通过淬退火和固溶处理提高材料的强度和耐用性；所述淬退火通过盐浴淬火方法控制材料的组织结构；所述固溶处理通过恒温槽改变温度以形成适当的冷却速率，使合金元素重新形成均匀的固体溶体结构；
[0017](S5)通过化学反应方式对锁圈进行表面处理以形成化学隔膜层；并通过漆面处理方法对锁圈表面进行喷涂提升防腐性和美观度；其中所述化学反应方式为：
[0018]镍盐水(适量)+8NaOH+3H2SO4
→
NiSO4+6HCl+7NaCl+4H2O；或
[0019]镍盐水(适量)+6NH4NO3
→
NiSO4+3NaCl+4H2O+5NH3+；
[0020]或
[0021]镍盐水(适量)+4NaCN+3H2SO4
→
NiSO4+3NaCl+2H2O+4CN
‑
；
[0022]所述漆面处理方法为；
[0023]通过蒸汽设备去除锁圈表面的油脂和其他污染物；
[0024]通过喷枪将环氧底漆均匀喷涂在锁圈表面，形成底漆膜；
[0025]通过喷涂机将聚氨酯漆料均匀喷涂在锁圈表面，形成隔离涂层；
[0026]通过抛光机和抛光液对涂层进行抛光处理，使锁圈表面光滑细腻；
[0027](S6)对制造好的锁圈进行质量检验与性能测试，所述质量检验通过尺寸检测、强度检测和表面质量检测确保锁圈的质量强度符合要求；所述性能测试通过耐久性测试、疲劳寿命测试和环境适应性测试验证锁圈在各种工况下的可靠性和安全性；所述要求符合锁圈的质量强度符合国家标准《锁具安全通用技术条件》各项参数规定；
[0028](S7)根据测试数据，通过调整加工工序、优化热处理参数和改进表面处理方法对整个制造过程进行工艺优化，以提高制造效率和产品质量。
[0029]作为本专利技术进一步的技术方案，所述3D打印机器通过选择性激光熔化方式进行金属3D打印，所述选择性激光熔化方式包括；炼材单元和构建单元，所述炼材单元通过高功率激光束瞬间加热金属粉末，将金属粉末局部熔化，其中瞬时加热金属粉末的能量传递公式为：
[0030]Q ＝ m
ꢀ×ꢀ
C
ꢀ×
ΔF
ꢀꢀ
(1)
[0031]在公式(1)中，Q表示能量传递量，m表示金属粉末的质量，C表示金属材料的比热容，ΔF表示金属粉末的温升；
[0032]所述构建单元基于数字化模型数据，通过激光束的扫描和移动来逐层构建金属制品，所述激光束通过机器视觉系统和三维移动算法控制在每一层上扫过的路径，以形成复杂形状的锁圈；
[0033]其中激光束扫描和移动构建金属制品的路径控制公式为：
[0034]Y ＝ r
0 + v
ꢀ×
t
ꢀꢀꢀ
(2)
[0035]在公式(2)中，Y表示激光束在每一层上扫过的路径；r0表示初始位置；v表示激光束的扫描速度；t表示时间；
[0036]而构建单元形成复杂形状锁圈的三维移动算法公式为：
[0037][0038]在公式(3)中，Z表示相对初始位置在每一层上的移动路径；X表示初始位置；P表示移动速度；t表示时间。
[0039]作为本专利技术进一步的技术方案，所述增材制造方法通过以下步骤实现；
[0040]步骤1，通过切片软件将锁圈模型切割成多层薄片，并生成切片模型，其中切片模型生成算法公式为：
[0041][0042]在公式(4)中，S表示在高度R和角度θ处的切片模型，R表示空间位置高度；θ表示空间位置角度，通过公式(4)对三维模型的几何特征进行分析和计算，在每个切片层上获取合适的位置和角度，执本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轮式工程机械车轮用锁圈制造工艺，其特征在于：包括以下步骤：(S1)通过3D打印机器生成锁圈实体原型，所述3D打印机器包括数字模型模块、性能分析模块和3D打印模块；所述数字模型模块通过3D建模软件CAD生成锁圈的数字化模型；所述性能分析模块通过模拟分析软件对锁圈进行力学和疲劳分析；并根据分析结果，通过3D建模软件CAD对锁圈外形进行参数调整；最终通过3D打印模块制造出锁圈原型；(S2)根据3D打印的原型，通过增材制造方法逐层添加金属材料镁以增强锁圈强度；(S3)通过数控机床对锁圈进行精细加工保证尺寸和形状的精确度；(S4)通过热处理方法对锻造或冲压后的锁圈进行热处理，所述热处理方法通过淬退火和固溶处理提高材料的强度和耐用性；所述淬退火通过盐浴淬火方法控制材料的组织结构；所述固溶处理通过恒温槽改变温度以形成适当的冷却速率，使合金元素重新形成均匀的固体溶体结构；(S5)通过化学反应方式对锁圈进行表面处理以形成化学隔膜层；并通过漆面处理方法对锁圈表面进行喷涂提升防腐性和美观度；其中所述化学反应方式为：镍盐水(适量)+8NaOH+3H2SO4→
NiSO4+6HCl+7NaCl+4H2O；或镍盐水(适量)+6NH4NO3→
NiSO4+3NaCl+4H2O+5NH3+；或镍盐水(适量)+4NaCN+3H2SO4
→
NiSO4+3NaCl+2H2O+4CN
‑
；所述漆面处理方法为；`通过蒸汽设备去除锁圈表面的油脂和其他污染物；通过喷枪将环氧底漆均匀喷涂在锁圈表面，形成底漆膜；通过喷涂机将聚氨酯漆料均匀喷涂在锁圈表面，形成隔离涂层；通过抛光机和抛光液对涂层进行抛光处理，使锁圈表面光滑细腻；(S6)对制造好的锁圈进行质量检验与性能测试，所述质量检验通过尺寸检测、强度检测和表面质量检测符合锁圈的质量强度符合国家标准《锁具安全通用技术条件》各项参数规定；所述性能测试通过耐久性测试、疲劳寿命测试和环境适应性测试验证锁圈在各种工况下的可靠性和安全性；(S7)根据测试数据，通过调整加工工序、优化热处理参数和改进表面处理方法对整个制造过程进行工艺优化，以提高制造效率和产品质量。2.根据权利要求1所述的一种轮式工程机械车轮用锁圈制造工艺，其特征在于：所述3D打印机器通过选择性激光熔化方式进行金属3D打印，所述选择性激光熔化方式包括：炼材单元和构建单元，所述炼材单元通过高功率激光束瞬间加热金属粉末，将金属粉末局部熔化，其中瞬时加热金属粉末的能量传递公式为：Q＝m
×
C
×
ΔF
ꢀꢀ
(1)在公式(1)中，Q表示能量传递量，m表示金属粉末的质量，C表示金属材料的比热容，ΔF表示金属粉末的温升；所述构建单元基于数字化模型数据，通过激光束的扫描和移动来逐层构建金属制品，所述激光束通过机器视觉系统和三维移动算法控制在每一层上扫过的路径，以形成复杂形状的锁圈；其中激光束扫描和移动构建金属制品的路径控制公式为：
Y＝r0+v
×
t
ꢀꢀꢀ
(2)在公式(2)中，Y表示激光束在每一层上扫过的路径；r0表示初始位置；v表示激光束的扫描速度；t表示时间；而构建单元形成复杂形状锁圈的三维移动算法公式为：在公式(3)中，Z表示相对初始位置在每一层上的移动路径；X表示初始位置；P表示移动速度；t表示时间。3.根据权利要求1所述的一种轮式工程机械车轮用锁圈制造工艺，其特征在于：所述增材制造方法通过以下步骤实现：步骤1，通过切片软件将锁圈模型切割成多层薄片，并生成切片模型，其中切片模型生成算法公式为：在公式(4)中，S表示在高度R和角度θ处的切片模型，R表示空间位置高度；θ表示空间位置角度，通过公式(4)对三维模型的几何特征进行分析和计算，在每个切片层上获取合适的位置和角度，执行积分操作来生成对应的切片模型；步骤2，根据增材制造设备的要求，加入...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵洪亮，马广群，
申请(专利权)人：连云港华鼎车轮有限公司，
类型：发明
国别省市：