本發(fā)明涉及一種工程胎模具花紋塊鑄坯用木型及其加工方法，尤其是巨型輪胎活絡(luò)模具零件花紋塊鑄坯用木型及其加工方法。

背景技術(shù)：

巨型輪胎模具零件花紋塊，一般是由17至21個(gè)塊數(shù)不等的、扇形角不同的扇形花紋塊，按一定順序環(huán)形排列組成(如圖1所示，由18塊花紋塊排列組成，圖1中一至十八即為18塊花紋塊的編號)。如圖2-圖5所示，花紋塊結(jié)構(gòu)的花紋部分5上具有花紋槽1和花筋2，花紋部分5的上下兩側(cè)分別為上分型面3和下分型面4的設(shè)置位置，花紋塊坯料采用鑄造毛坯，由于巨胎花紋塊內(nèi)腔花紋部分節(jié)距(如圖7所示，花紋節(jié)距(tread pattern pitch)，即沿胎面中心線7，一個(gè)完整胎面花紋的循環(huán)單元長度，分為胎面中心線左側(cè)花紋節(jié)距8和胎面中心線右側(cè)花紋節(jié)距9)較大、花紋深度6較深、花筋2較窄，如果采用按外輪廓實(shí)體鑄造的方式鑄坯，加工余量較大，加工出花紋后，鑄造缺陷常常顯露出來，影響花紋塊的產(chǎn)品質(zhì)量。因此，鑄坯時(shí)一般采用將花紋塊內(nèi)腔的花紋鑄出的方式鑄坯，既保證了花紋塊的產(chǎn)品質(zhì)量，又降低了花紋塊的毛坯成本。

鑄出花紋，是在花紋塊砂型的造型時(shí)，使用加工出花紋的木型造型來實(shí)現(xiàn)的。

從花紋塊的花紋展開簡圖(如圖6所示，一付花紋圈分為18塊花紋塊，不均分，圖6中一至十八即為18塊花紋塊的編號)，按花紋塊的扇形角及花紋結(jié)構(gòu)分，可歸類為K1、K2、K3、K4四種不同節(jié)距的花紋塊(如圖7a-7d所示)。也就是說，生產(chǎn)一付此規(guī)格模具花紋塊毛坯，需要制作4種木型用于其砂型的造型，木型的材料和加工成本比較高，對于花紋多變的輪胎模具來說，需要制造很多木型，提高了模具制造成本，且木型的增多也會造成輪胎模具的加工精度不能達(dá)到要求，進(jìn)而影響成型輪胎的質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工程胎模具花紋塊鑄坯用木型的加工方法，將花紋塊木型設(shè)計(jì)成分體組合式，減少了木型的加工數(shù)量，降低了木型材料及加工成本。

本發(fā)明還提供一種工程胎模具花紋塊鑄坯用木型，該木型為分體組合式，由兩個(gè)基本單元重復(fù)拼接組合而成，減輕了木型的加工負(fù)擔(dān)，不但節(jié)省成本，且能保證加工精度。

本發(fā)明還提供一種利用上述木型生成花紋塊鑄坯的方法，該方法將木型的兩個(gè)基本單元左右拼接分別形成四種花紋塊，將四種花紋塊左右拼接后形成花紋塊鑄坯，保證花紋塊的組合精度，生成的花紋塊鑄坯通用性更強(qiáng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

工程胎模具花紋塊鑄坯用木型的加工方法，包括以下步驟：

步驟1：根據(jù)輪胎花紋塊的分瓣情況，以輪胎花紋的節(jié)距，將輪胎花紋塊進(jìn)行分類；

步驟2：根據(jù)分類后的輪胎花紋塊的特點(diǎn)，確定輪胎花紋塊木型的基本單元；

步驟3：以基本單元的加工余量線，確定輪胎花紋塊木型的分型面位置；

步驟4：按照加工余量和分型面位置，將基本單元組合或拼接一體后形成需要的木型，用于花紋塊鑄坯的造型。

本發(fā)明的工程胎模具花紋塊鑄坯用木型的加工方法適用于所有等節(jié)距、不均分情況的工程胎活絡(luò)模花紋塊。

所述步驟1中，以保證輪胎花紋塊的節(jié)距完整為前提，將輪胎花紋塊分為4類。受花紋塊結(jié)構(gòu)、花筋強(qiáng)度的影響，在花紋塊劃分時(shí)，需要避免花紋塊接縫處形成刀片狀花筋，各花紋塊的扇形角會有所不同，種類可能多達(dá)十幾種。在將輪胎花紋塊歸類時(shí)需要考慮每一塊花紋塊包含的節(jié)距數(shù)量，在不出現(xiàn)刀片狀花筋的前提下，歸類種類越少越好。在實(shí)際加工時(shí)，歸類成3類花紋塊難度較大，不易操作，無法很好的應(yīng)用；歸類成5類花紋塊，其編程、加工及工裝成本均較高，實(shí)用難度高；歸類成1類花紋塊，整個(gè)輪胎花紋塊分瓣數(shù)量太多，花紋塊的組合精度較難保證，模殼通用性較差，模具加工成本也較高。選擇將花紋塊為4類，可以很好的保證自身的加工精度和相互之間的組合精度，在不同花紋情況下通用性也較高，加工難度較低，滿足實(shí)際加工要求。

所述步驟2中，根據(jù)分為4類的輪胎花紋塊，確定輪胎花紋塊木型采用2個(gè)基本單元。

所述步驟2中確定的基本單元包括以花筋作為起始且寬度為1.5倍節(jié)距的W_b+s單元，和以花紋槽作為起始且寬度為0.5倍節(jié)距的W_s單元。確定采用W_b+s單元和W_s單元，這兩個(gè)單元便可以拼接組合的形式形成不同的花紋塊，采用這兩種單元拼接方式更簡單，拼接通用性更強(qiáng)，能滿足不同花紋情況下木型的拼接。

所述步驟3中，對于W_b+s單元，在W_b+s單元兩側(cè)均預(yù)留加工余量，將輪胎花紋塊木型的分型面設(shè)計(jì)在W_b+s單元兩側(cè)的加工余量線位置。W_b+s單元兩側(cè)需要設(shè)置花筋的加工余量，以保證拼接后的木型，帶有合理的加工余量。

所述步驟3中，對于W_s單元，在W_s單元左側(cè)預(yù)留加工余量，將輪胎花紋塊木型的分型面設(shè)計(jì)在W_s單元左側(cè)的加工余量線位置。W_s單元也需要在側(cè)部設(shè)置花筋的加工余量，在W_s單元左側(cè)預(yù)留加工余量，可以保證在拼接到W_b+s單元左邊的情況下，拼接后的結(jié)構(gòu)兩側(cè)均能預(yù)留加工余量。

所述步驟3中，對于W_s單元，在W_s單元右側(cè)預(yù)留加工余量，將輪胎花紋塊木型的分型面設(shè)計(jì)在W_s單元右側(cè)的加工余量線位置。在W_s單元右側(cè)預(yù)留加工余量，可以保證在拼接到W_b+s單元右邊的情況下，拼接后的結(jié)構(gòu)兩側(cè)均能預(yù)留加工余量。

所述步驟4中，2個(gè)基本單元采用左右拼接或組合的方式形成需要的木型。拼接方式簡單，簡化木型制作程序，加快木型生成速度。

工程胎模具花紋塊鑄坯用木型，包括重復(fù)拼接組成環(huán)形結(jié)構(gòu)的第一基本單元和第二基本單元，所述第一基本單元以花筋作為起始且寬度為1.5倍節(jié)距，所述第二基本單元以花紋槽作為起始且寬度為0.5倍節(jié)距。將木型設(shè)置成分體組合式，并通過兩個(gè)基本單元即可拼接而成，設(shè)置這兩個(gè)基本單元的拼接通用性更強(qiáng)，可以滿足不同花紋的木型的拼接，基本單元間的拼接組合精度更高。

利用木型生成花紋塊鑄坯的方法，包括以下步驟：

將第一基本單元和第二基本單元以左右拼接的形式分別形成第一花紋塊、第二花紋塊、第三花紋塊和第四花紋塊，將第一花紋塊、第二花紋塊、第三花紋塊和第四花紋塊按設(shè)定順序以左右拼接的形式連接形成環(huán)形花紋塊鑄坯。以木型的兩個(gè)基本單元以左右拼接形式組成形成四種花紋塊，進(jìn)一步四種花紋塊也以左右拼接形式組合成花紋塊鑄坯，整個(gè)花紋塊鑄坯的拼接組合精度更高，生成花紋塊鑄坯的方式更加簡單易操作，且生成的花紋塊鑄坯通用性更強(qiáng)。

其中，形成第一花紋塊的步驟為：

在第二基本單元右側(cè)預(yù)留加工余量，在第一基本單元兩側(cè)均預(yù)留加工余量，將第二基本單元拼接在第一基本單元右側(cè)，形成第一花紋塊。

形成第二花紋塊的步驟為：

取用兩個(gè)第二基本單元，在第一個(gè)第二基本單元左側(cè)預(yù)留加工余量，在第二個(gè)第二基本單元右側(cè)預(yù)留加工余量，在第一基本單元兩側(cè)均預(yù)留加工余量，將第一個(gè)第二基本單元拼接在第一基本單元左側(cè)，將第二個(gè)第二基本單元拼接在第一基本單元右側(cè)，完成后將整個(gè)花紋塊豎直方向翻轉(zhuǎn)180度，形成第二花紋塊。

形成第三花紋塊的步驟為：

在第二基本單元左側(cè)預(yù)留加工余量，在第一基本單元兩側(cè)均預(yù)留加工余量，將第二基本單元拼接在第一基本單元左側(cè)，形成第三花紋塊。

形成第四花紋塊的步驟為：

取用兩個(gè)第二基本單元，在第一個(gè)第二基本單元左側(cè)預(yù)留加工余量，在第二個(gè)第二基本單元右側(cè)預(yù)留加工余量，在第一基本單元兩側(cè)均預(yù)留加工余量，將第一個(gè)第二基本單元拼接在第一基本單元左側(cè)，將第二個(gè)第二基本單元拼接在第一基本單元右側(cè)，形成第四花紋塊。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明花紋塊鑄坯木型的加工方法將花紋塊木型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成分體組合式，減少了木型的加工數(shù)量，僅需加工兩種形式的花紋塊木型，即可完成制作花紋塊鑄坯木型，降低了花紋塊毛坯木型的材料及加工成本，節(jié)省了巨胎模具產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1為輪胎花紋塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為輪胎花紋塊花紋結(jié)構(gòu)主視圖；

圖3為輪胎花紋塊花紋結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；

圖4為圖2中B-B剖面圖；

圖5為圖2中C-C剖面圖；

圖6為輪胎花紋塊花紋展開及分瓣情況示意圖；

圖7a為K1花紋塊示意圖；

圖7b為K2花紋塊示意圖；

圖7c為K3花紋塊示意圖；

圖7d為K4花紋塊示意圖；

圖8a為W_s單元示意圖；

圖8b為W_b+s單元示意圖；

圖9a為W_s單元分型面設(shè)計(jì)示意圖；

圖9b為W_b+s單元分型面設(shè)計(jì)示意圖；

圖9c為另一形式W_s單元分型面設(shè)計(jì)示意圖；

圖中，1花紋槽，2花筋，3上分型面，4下分型面，5花紋部分，6花紋深度，7胎面中心線，8胎面中心線左側(cè)花紋節(jié)距，9胎面中心線右側(cè)花紋節(jié)距，10加工余量線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

行業(yè)內(nèi)一般的巨胎花紋塊結(jié)構(gòu)、節(jié)距、分塊、花紋上下端關(guān)系及排布特點(diǎn)具有以下共有特點(diǎn)：

1、花紋為等節(jié)距排列；

2、多數(shù)花紋節(jié)距數(shù)不能被分瓣數(shù)整除(如圖6中，38節(jié)距、18塊花紋塊)；

3、上、下端花紋關(guān)系為沿胎頂對稱旋轉(zhuǎn)。

花紋塊個(gè)數(shù)的劃分，與花紋的節(jié)距數(shù)有關(guān)，花紋節(jié)距的設(shè)計(jì)與輪胎的附著性、耐磨性、滾動阻力、噪聲、震動、自潔性等性能有關(guān)。

確定花紋塊分瓣數(shù)的基本原則：

1.每一塊花紋塊上的花紋節(jié)距盡可能完整；

2.單件花紋塊的尺寸和重量應(yīng)該考慮其安全性、加工的方便性和適中性(減輕模具花紋塊對導(dǎo)向條的負(fù)載，并方便模具零件的加工和搬運(yùn))；

3.花紋塊節(jié)距數(shù)量，盡可能是花紋塊數(shù)量的整數(shù)倍數(shù)(實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，相對于此因素，保證花紋性能更重要)；

4.分塊應(yīng)考慮花紋筋或鋼片等的完整程度，避免出現(xiàn)局部花紋筋過薄，導(dǎo)致模具使用過程中，發(fā)生花紋筋局部變形。

由圖6輪胎花紋塊花紋展開圖，可以歸類為4種花紋結(jié)構(gòu)的花紋塊。鑄造這個(gè)規(guī)格的花紋塊，行業(yè)一般是制做4件花紋結(jié)構(gòu)不同的木型。

為減少木型的材料及加工費(fèi)用，降低巨型輪胎模具零件花紋塊毛坯的生產(chǎn)成本，本發(fā)明提出一種輪胎模具花紋塊鑄坯用木型的加工方法。

實(shí)施例1：

如圖6所示，輪胎花紋都是由按照一定規(guī)律排列的節(jié)距組成的，節(jié)距又是由花筋2和花紋槽1組成的。一個(gè)花筋2和一個(gè)花紋槽1組成的節(jié)距，稱為單元節(jié)距。

從輪胎模具零件花紋塊的分瓣情況分析，花紋塊可分為4種規(guī)格，塊K1、塊K2、塊K3和塊K4：

花紋塊歸類與每一塊花紋塊包含的節(jié)距數(shù)量有關(guān)。在不出現(xiàn)刀片狀花紋的前提下，歸類種類越少越好。在實(shí)際加工時(shí)，歸類成3類花紋塊難度較大；歸類成5類花紋塊，編程、加工及工裝成本較高。為降低花紋塊的鑄造成本，在保證加工余量足夠的情況下，本發(fā)明選擇歸類為4類花紋塊。

如圖7a-圖7d所示，塊K1，以花筋2起始，寬度為2個(gè)單元節(jié)距，且輪胎中心左右側(cè)花紋為沿胎頂旋轉(zhuǎn)后、相間錯(cuò)位分布；

塊K2，以花筋2起始，寬度為2.5個(gè)節(jié)距，且輪胎中心左右側(cè)花紋為沿胎頂旋轉(zhuǎn)后、相間錯(cuò)位分布；

塊K3，以花紋槽1起始，寬度為2個(gè)節(jié)距，且輪胎中心左右側(cè)花紋為沿胎頂旋轉(zhuǎn)后、相間錯(cuò)位分布；

塊K4，以花紋槽1起始，寬度為2.5個(gè)節(jié)距，且輪胎中心左右側(cè)花紋為沿胎頂旋轉(zhuǎn)后、相間錯(cuò)位分布。

對這4種輪胎模具零件花紋塊上的花紋進(jìn)行分析，得出每種花紋塊的花紋，都包含以花筋起始的寬度為1.5個(gè)節(jié)距的花紋W_b+s單元，和包含以花紋槽起始的寬度為0.5個(gè)節(jié)距的花紋W_s單元，如圖8a-8b所示。本發(fā)明基于節(jié)距以確定花紋塊木型采用的基本單元。所有等節(jié)距、不均分情況的工程胎活絡(luò)?；y塊都可以采用兩個(gè)基本單元。

將花紋W_b+s單元右側(cè)組合1個(gè)花紋W_s單元，即可組成花紋塊K1的花紋；

將花紋W_b+s單元左側(cè)組合1個(gè)花紋W_s單元，即可組成花紋塊K3的花紋；

將花紋W_b+s單元左、右側(cè)各組合1個(gè)花紋W_s單元，即可組成花紋塊K4的花紋；

調(diào)整輪胎模具零件花紋塊下分型面的余量，使花紋塊上下端面尺寸相同，花紋塊K4的花紋即與花紋塊K2的花紋相同。

將木型改為分體結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)若干個(gè)花紋結(jié)構(gòu)基本單元，通過不同的基本單元，組合、或拼接出不同結(jié)構(gòu)、尺寸的木型，就可完成不同扇形角、不同花紋的花紋塊鑄坯的造型。

現(xiàn)花紋塊木型采用分體結(jié)構(gòu)，由包含以花筋起始的寬度為1.5個(gè)節(jié)距的花紋W_b+s單元，和包含以花紋槽起始的寬度為0.5個(gè)節(jié)距的花紋W_s單元兩種木型組成，W_b+s單元、W_s單元分別為不同的花紋基本單元，W_b+s、W_s兩種花紋基本單元，可以分別組合成W_b+s+W_s、W_s+W_b+s+W_s、W_s+W_b+s等3種不同的木型，用來完成不同扇形角、不同花紋花紋塊的造型工作。

分體組合式木型分型面的確定。W_b+s、W_s為不同的花紋基本單元，不能單獨(dú)作為木型用于造型。木型需要設(shè)置相應(yīng)的加工余量，以保證拼接后的木型，帶有合理的加工余量。W_b+s單元的兩側(cè)，既可拼接其它單元組合成木型，也可以木型邊緣的形式出現(xiàn)，其兩側(cè)必須包含花筋的加工余量。設(shè)計(jì)木型時(shí)，為方便生產(chǎn)，需要留出各個(gè)木型組合兩側(cè)的加工余量，如圖9a-9c所示，對于花紋基本單元W_b+s，將分型面設(shè)計(jì)在其兩側(cè)的加工余量線10位置；對于花紋基本單元W_s，設(shè)計(jì)兩種情況，一種是將分型面設(shè)計(jì)在其左側(cè)的加工余量線10位置，由于W_b+s單元的兩側(cè)包含了花筋的加工余量，右側(cè)不再設(shè)置加工余量，另一種情況將分型面設(shè)計(jì)在其右側(cè)的加工余量線10位置，左側(cè)不再設(shè)置加工余量，以確保W_b+s、W_s兩種花紋基本單元，組成后的W_b+s+W_s、W_s+W_b+s+W_s、W_s+W_b+s等3種不同的木型兩側(cè)的加工余量。

按照加工余量及分型面位置，制做W_b+s、W_s兩種花紋基本單元木型，組合一體后加工花紋，即可組合成所需的三種木型，用于此規(guī)格花紋塊鑄坯的造型。

經(jīng)過計(jì)算，用該分體組合式木型來對鑄坯造型，節(jié)省木型材料及加工成本約75％。

實(shí)施例2：

工程胎模具花紋塊鑄坯用木型，包括重復(fù)拼接組成環(huán)形結(jié)構(gòu)的第一基本單元(即W_b+s單元)和第二基本單元(即W_s單元)，第一基本單元以花筋作為起始且寬度為1.5倍節(jié)距，第二基本單元以花紋槽作為起始且寬度為0.5倍節(jié)距。將木型設(shè)置成分體組合式，并通過兩個(gè)基本單元即可拼接而成，設(shè)置這兩個(gè)基本單元的拼接通用性更強(qiáng)，可以滿足不同花紋的木型的拼接，基本單元間的拼接組合精度更高。

實(shí)施例3：

利用木型生成花紋塊鑄坯的方法，包括以下步驟：

將第一基本單元(即W_b+s單元)和第二基本單元(即W_s單元)以左右拼接的形式分別形成第一花紋塊(即塊K1)、第二花紋塊(即塊K2)、第三花紋塊(即塊K3)和第四花紋塊(即塊K4)，將第一花紋塊、第二花紋塊、第三花紋塊和第四花紋塊按設(shè)定順序以左右拼接的形式連接形成環(huán)形花紋塊鑄坯。以木型的兩個(gè)基本單元以左右拼接形式組成形成四種花紋塊，進(jìn)一步四種花紋塊也以左右拼接形式組合成花紋塊鑄坯，整個(gè)花紋塊鑄坯的拼接組合精度更高，生成花紋塊鑄坯的方式更加簡單易操作，且生成的花紋塊鑄坯通用性更強(qiáng)。

其中，形成第一花紋塊的步驟為：

在第二基本單元(即W_s單元)右側(cè)預(yù)留加工余量，在第一基本單元(即W_b+s單元)兩側(cè)均預(yù)留加工余量，將第二基本單元(即W_s單元)拼接在第一基本單元(即W_b+s單元)右側(cè)，形成第一花紋塊。

形成第二花紋塊的步驟為：

取用兩個(gè)第二基本單元(即W_s單元)，在第一個(gè)第二基本單元(即W_s單元)左側(cè)預(yù)留加工余量，在第二個(gè)第二基本單元(即W_s單元)右側(cè)預(yù)留加工余量，在第一基本單元(即W_b+s單元)兩側(cè)均預(yù)留加工余量，將第一個(gè)第二基本單元(即W_s單元)拼接在第一基本單元(即W_b+s單元)左側(cè)，將第二個(gè)第二基本單元(即W_s單元)拼接在第一基本單元(即W_b+s單元)右側(cè)，完成后將整個(gè)花紋塊豎直方向翻轉(zhuǎn)180度，形成第二花紋塊。

形成第三花紋塊的步驟為：

在第二基本單元(即W_s單元)左側(cè)預(yù)留加工余量，在第一基本單元(即W_b+s單元)兩側(cè)均預(yù)留加工余量，將第二基本單元(即W_s單元)拼接在第一基本單元(即W_b+s單元)左側(cè)，形成第三花紋塊。

形成第四花紋塊的步驟為：

取用兩個(gè)第二基本單元(即W_s單元)，在第一個(gè)第二基本單元(即W_s單元)左側(cè)預(yù)留加工余量，在第二個(gè)第二基本單元(即W_s單元)右側(cè)預(yù)留加工余量，在第一基本單元(即W_b+s單元)兩側(cè)均預(yù)留加工余量，將第一個(gè)第二基本單元(即W_s單元)拼接在第一基本單元(即W_b+s單元)左側(cè)，將第二個(gè)第二基本單元(即W_s單元)拼接在第一基本單元(即W_b+s單元)右側(cè)，形成第四花紋塊。

上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。