CN102000950A - 高强度轻量化双金属制动鼓的制造方法及其双金属制动鼓 - Google Patents

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Abstract

一种高强度轻量化双金属制动鼓的制造方法，包括以下步骤：(a)钢板下料；(b)冲孔；(c)旋压，将上步所得半制品的外沿旋压成具有若干凸环的圆筒形的外圈；(d)滚旋，在半制品的凸环的内壁滚压出均匀分布的内凹部；(e)浇铸，用离心浇铸的方法在半制品内浇铸出铸铁内衬；(f)热处理，消除内应力并使铸铁内衬达到制动鼓要求的硬度；(g)精加工等工序。用本方法制得的双金属制动鼓，铸铁内衬与钢制外壳之间可直接传动制动力矩，不需要用螺钉或铆钉等紧固件装配制动鼓外圈和内衬，延长制动鼓使用寿命；同时由于不改变原设计的鼓盘、内衬和外圈的薄壁结构组合，所以能减少因制动鼓壁过厚、温差过大引起的开裂，改善制动条件。

Description

高强度轻量化双金属制动鼓的制造方法及其双金属制动鼓
技术领域
本发明涉及一种汽车配件的制造方法，一种高强度轻量化双金属制动鼓的制造方法及其金属制动鼓。
背景技术
在载重汽车上目前广泛应用的是传统的整体铸造的鼓式制动器，该制动器主要由制动鼓和制动蹄组成，利用摩擦阻力使汽车运动的动能转化为热能，从而使行驶的汽车减速或停车，以保证行车安全。当汽车重载、高速行驶时，尤其在下长坡或陡坡时，由于制动力大，且连续多次制动，使得制动鼓内壁温度急剧升高，同时其内外温差加大，制动鼓材料的高温力学性能也急剧下降。制动鼓壁厚越大，内外温差越大。温差应力加上材料的高温力学性能恶化，常导致制动鼓内壁由纵向微裂发展为龟裂，以致最后制动鼓开裂。
为解决上述问题，通常是在保持机械性能的前提下，减少制动鼓壁厚和内外温差，国内有一种“组合式制动鼓”，它是将一个内衬套入一个整体式制动鼓外圈，用螺钉或铆钉等紧固件钻孔后装配而成，对减少因制动鼓壁过厚、温差过大引起的开裂能起到一定的作用。但由于它是通过制动鼓的外圈向鼓盘传递力矩，外圈与内衬结合面传递的扭矩较大，易引起外圈相对内衬的滑动和内衬在螺钉或铆钉联接处的应力集中的开裂，影响制动效果和减少制动鼓使用寿命。
发明内容
本发明旨在提出一种高强度轻量化双金属制动鼓的制造方法，所制得的双金属制动鼓的钢制的外壳与铸铁的内衬能牢固地相结合。
这种高强度轻量化双金属制动鼓的制造方法包括以下步骤：
(a)下料：将钢板按设计要求切割成圆盘状；
(b)冲孔：在上步所得的圆盘状工件上冲压出中心孔和螺栓孔：
(c)旋压：将上步所得半制品的外沿旋压成具有若干凸环的圆筒形的外圈；
(d)滚旋：在安装有旋压头和滚压头的旋压机上将上步所得的半制品的凸环的内壁滚压出均匀分布的内凹部；
(e)浇铸：用离心浇铸的方法在上步所得半制品内浇铸出铸铁内衬；
(f)热处理：将上步所得制品进行热处理，以消除内应力并使铸铁内衬达到制动鼓要求的硬度；
(g)精加工：对制动鼓的安装平面、中心孔、外壳的口沿和内衬的内表面进行切削加工。
用这种方法制成的双金属制动鼓包括钢制的外壳和用离心浇铸方法形成的铸铁的内衬。外壳的圆筒形外圈上有数圈向外凸出的凸环，上述凸环的内壁在圆周方向均匀分布着多个内凹部。铸铁的内衬与外壳的圆筒形外圈的内表面相紧贴。
由于本发明的方法采用离心浇铸的方法形成铸铁的内衬，又由于外壳的圆筒形的外圈上有数圈向外凸出的凸环，凸环的内壁在圆周方向均匀分布着多个内凹部，因而所制得的双金属制动鼓的铸铁的内衬与钢制的外壳相结合得极为牢固，铸铁内衬与钢制外壳之间可直接传动制动力矩，不需要用螺钉或铆钉等紧固件装配制动鼓外圈和内衬，能防止外圈相对内衬的滑动和内衬在螺钉或铆钉联接处的应力集中，降低成本，延长制动鼓使用寿命；同时由于不改变原设计的鼓盘、内衬和外圈的薄壁结构组合，所以能减少因制动鼓壁过厚、温差过大引起的开裂，改善制动条件。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图；
图2双金属制动鼓的结构图；
图3为A-A剖面图。
具体实施方式
如图1所示，这种高强度轻量化双金属制动鼓的制造方法包括以下步骤：
(a)下料：将钢板按设计要求切割成圆盘状；
(b)冲孔：在上步所得的圆盘状工件中部冲压出中心孔和螺栓孔；
(c)旋压：用旋压机将上步所得半制品的外沿旋压成具有若干凸环的圆筒形的外圈；
(d)滚旋：在安装有旋压头和滚压头的旋压机上将上步所得的半制品的凸环的内壁滚压出均匀分布的内凹部；
(e)浇铸：用离心浇铸的方法在上步所得半制品内浇铸出铸铁内衬，使内衬和外壳熔合成整体；
(f)热处理：将上步所得制品进行热处理，以消除内应力并使铸铁内衬达到制动鼓要求的硬度；
(g)精加工：对制动鼓的安装平面、中心孔、外壳的口沿和内衬的内表面进行切削加工，最终制成合格的双金属制动鼓产品。
用这种高强度轻量化双金属制动鼓的制造方法制成的双金属制动鼓的结构如图2所示，包括钢制的外壳1和用离心浇铸方法形成的铸铁的内衬2。外壳的圆筒形外圈11上有数圈向外凸出的凸环12，如图3所示，上述凸环的内壁在圆周方向均匀分布着多个内凹部14，例如10～20个内凹部。铸铁的内衬2与外壳的圆筒形外圈11的内表面相紧贴。图中13为制动鼓的安装平面。
这种双金属制动鼓有如下特点：
1、提高制动鼓强度：制动鼓中的外壳用高强度钢板经旋压加工而成，然后在高强度钢外壳内用离心浇铸的方法浇铸出内衬，内衬和外壳熔合成整体双金属材料，可提高制动鼓强度10％以上。高强度钢外壳还相当于安全防护罩可有效防止制动鼓开裂。
2、制动鼓轻量化：工作表面直径为410mm传统的整体铸造式制动鼓，坯料铸件重85kg，成品净重72.4kg，用本方法制造的产品铸件部分坯料重40kg，成品净重56kg。每件降低铸铁消耗45kg，每件成品减重16.4kg。
3、旋压成形的等强度结构：双金属制动鼓的外壳可按受力分析进行等强度设计，再用旋压成形的工艺制作出按等强度设计的不等截面的制动鼓外壳。
4、制动鼓外表面具有若干凸环，与传统的整体铸造式制动鼓相比，表面积增加了，有利于制动鼓散热，可增加制动鼓的使用寿命。

Claims (2)

1.一种高强度轻量化双金属制动鼓的制造方法，包括以下步骤：
(a)下料：将钢板按设计要求切割成圆盘状；
(b)冲孔：在上步所得的圆盘状工件上冲压出中心孔和螺栓孔：
其特征是此方法还包括以下步骤：
(c)旋压：将上步所得半制品的外沿旋压成具有若干凸环的圆筒形的外圈；
(d)滚旋：在安装有旋压头和滚压头的旋压机上将上步所得的半制品的凸环的内壁滚压出均匀分布的内凹部；
(e)浇铸：用离心浇铸的方法在上步所得半制品内浇铸出铸铁内衬；
(f)热处理：将上步所得制品进行热处理，以消除内应力并使铸铁内衬达到制动鼓要求的硬度；
(g)精加工：对制动鼓的安装平面、中心孔、外壳的口沿和内衬的内表面进行切削加工。
2.一种用权利要求1所述的方法制作的双金属制动鼓，包括钢制的外壳(1)和用离心浇铸方法形成的铸铁的内衬(2)，其特征是所述的外壳的圆筒形外圈(11)上有数圈向外凸出的凸环(12)，上述凸环的内壁在圆周方向均匀分布着多个内凹部(14)，所述的内衬(2)与外壳的圆筒形外圈(11)的内表面相紧贴。
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