皮带轮广泛应用于汽车等领域的机械传动中，金属旋压工艺和设备的发展也给这种传动零件的加工带来了革新。然而，国内企业在这一领域的创新研发已经取得了成果。皮带轮是一种重要的机械传动部件，广泛应用于汽车、农机、纺织等行业的各种机械设备的传动中。带传动技术的不断发展使得传动形式更加多样化，尤其是V带，它结合了平带柔韧性好和V带传动功率大的优点。同时可以吸收冲击和震动。与链条和齿轮相比，它运行安静，前景光明。这种用优质钢板拉伸、挤压、旋压而成的滑轮，已经基本取代了以前的铸造转向滑轮。然而，现有的单级多楔带不能用于变速传动。于是，两级同轴多楔带轮应运而生——这是可用于变速传动的新型多楔带轮的又一种结构形式，它能满足我国汽车装备和传动联轴器行业的发展需要。皮带轮生产的几种常见方法：1。铸造或锻造毛坯的机械加工。这是最早最原始的传统成型方法，现在还在使用，特别适合单件小批量生产。2.冲压、焊接、成型：将钢板冲压成圆盘状，然后将两块圆盘状钢板背靠背焊接或铆接、螺栓连接，形成具有凹槽形状的滑轮。3.冲压胀形法：先将坯料用台阶拉伸成管状或帽状，然后用液压机用结构复杂的液态凸模或块状模或刚性凹模胀出槽形皮带轮。4.冲压拉伸旋压成形法：首先将板材冲压成圆形件，然后在液压机上拉伸成带台肩的帽形预制件，最后用旋压机旋压出滑轮槽形状的滑轮。以上四种滑轮的制作方法都是通过劳动逐渐发展和不断完善的。每种方法都比前一种先进。第四种是目前最流行的成型工艺。其制作的凹槽表面非常光滑平整，表层有冷硬化层，增加了滑轮的强度，生产效率高。实际上，这种新型旋压技术是应航空工业的需求而出现的，代表了当今皮带轮的尖端技术和发展趋势。旋压皮带轮1的工艺特点和工作原理。工艺特点旋压技术又称金属旋压成形技术，是通过旋转使受力点由点到线、由线到面，同时在某一(径向)方向上给予一定的压力，使金属材料沿此方向变形流动形成一定形状的技术。因此，金属材料必须具有塑性变形或流动特性。旋压不等同于塑性变形，而是集塑性变形和流动变形于一体的复杂过程。图1两级同轴多楔高精度旋压皮带轮加工工艺流程。特别是我们说的纺纱技术，不是单一的强力纺纱和普通纺纱，而是两者的结合；强力旋压是一种成熟的传统工艺方法，也称为滚压法，用于加工各种圆柱形和锥形体的旋压壳体。两级同轴多楔高精度旋压皮带轮的主要加工工艺如图1所示，由落料(冲孔)、拉伸、修边、整形、旋压大端、旋压小端、冲孔、清洗磷化、电泳等工序组成。与铸铁滑轮相比，旋压滑轮具有旋压加工、无切屑加工、结构轻、节材、转动惯量小等优点，是一种节材节能的新产品。这种生产方式效率高，平衡性能好，一般不需要平衡处理。由于材料的流线没有被切断，表面被冷加工硬化，组织密度提高，轮槽表面的强度和硬度提高，尺寸精度高，V带和轮槽之间的滑动
图2改装后的国产45T六工位旋压机结构。先看一下改装后的国产45T六工位旋压机的工作原理(设备结构见图2)。利用旋压机产生的旋转力，配合升降模轮座的径向挤压，使具有塑性特征的材料受力，然后使金属材料变形，沿着这个方向由点到线、由线到面流动，形成所需的特殊形状。六工位旋压机Page的工作过程如下：滑轮的帽形预成型件放入旋压机的下模，主油缸开启，新压边圈(1)下移，压住帽形预成型件的小轮，主轴带动滑轮转动。与大端槽等宽的定位轮座(3)伸入大端槽内，对待加工的皮带轮进行轴向定位，升降轮座(6)以径向进给速度v设定帽形预型件。当槽达到一定深度后，整形轮的轮座对大端的轮圆进行整形，然后升降模(6)的轮座向上移动到小端位置，小端被旋压产生塑性变形，形成环形槽。凹槽达到一定深度后，整形轮的轮座会对小端的轮圆进行整形，最终完成两级同轴滑轮。值得一提的是，在滑轮旋压过程中，我公司取得了折叠滑轮、分体滑轮、滚压多V滑轮、组合滑轮等一系列科研成果，解决了旋压成形中的各种技术难题，并成功用于生产。通过对比国家标准、国际标准和客户要求，说明我们的产品不仅满足各种标准和客户要求，而且达到国内领先水平。旋压机的改进：北京航空航天大学制造工程系从1985年开始研究开发钣金滑轮旋压工艺和旋压设备，1987年10月研制出国内第一台卧式旋压机，1992年研制出45T三工位立式旋压机(图3)。图3原国产45T三工位旋压机基本结构。机器的主要部件是有机底座(4)、框架导柱(6)，上工作台(2)在主气缸(1)的影响下上下移动。由电机输出轴锥齿轮驱动的主轴(3)毛坯安装在主轴下模座上，启动主缸使上工作台下移。安装在上工作台上的上模座夹紧毛坯并开启电机主轴旋转。开始相应模具轮座(5)的进给并开始旋转。旋转后，主油缸启动上工作台向上移动。顶出气缸，并通过顶杆顶出旋转的皮带轮，以便卸料。从单级皮带轮的加工工艺可以看出，现有的国产设备在装夹工件的过程中只有一个上工作台，只能完成一次旋压。比如加工两级同轴多楔型时，工件只能在一个旋压工序后卸下，另一级可以换模具旋压。但是在换模重新夹紧的过程中，两次夹紧过程的同轴度很难保证，所以旋压皮带轮的两级跳动是错误的。
差加大，两级楔间距误差也很难控制。为此，必须实现一次装夹完成两级旋压。考虑到两级同轴多楔式产品加工的工作负荷较大，我们将国产立式45T三工位旋压机进行了六工位改造。1.增加压边工作台要想达到一次装夹後完成两次旋压，必须保证在旋第一级时将另外一级外径用模具保护起来，同时将第一级两轴向侧面压住（即：压边），以保证在旋压过程中坯料受挤压时产品的长度尺寸不会发生改变。在第一级旋好後旋压第二级时，将原来起保护外缘用的模具（以下称压边模）撤掉，使第二级外缘露出以便进行旋压，而此时坯料必须处於压紧状态。现有设备压边模是安装在上工作台上，当上工作台带动压边模升起时坯料的轴向即处於自由状态，第二级将无法旋压，因此要想实现一次装夹完成二级旋压就必须增加一套压边装置。旋压皮带轮的形式和特点旋压皮带轮一般有四种基本形式：折叠式带轮、劈开式带轮、平步带轮、和滚压式多V型带轮（也称多楔带轮）。多楔式皮带轮中又分为单级和多级，两级同轴多楔式皮带轮是多楔式皮带轮多级中之一，提高两级同轴多楔式皮带轮加工精度已成为当前生产多楔式皮带轮企业与国际接轨的重要标志。多楔带轮
多楔带由顶层纤维、张力线和底层橡胶三部分组成。其结构和材料构成特点使其具有厚度薄、伸长率低、传动比大、带速高、耐磨、寿命长、运转平稳、振动小、杂讯低的优点。两级同轴多楔式皮带轮由一大一小两个直径不同的轮圆和在轮圆上开出的多条多楔式皮带槽组成。其结构特点在於，为保证设备带传动的运转平稳性，一大一小两个直径不同的轮圆的圆中心必须为同一中心，皮带槽左右对称，皮带槽中心与轮圆中心相垂直。nextpage2.增加旋压工位如图4所示，两级同轴皮带轮的两个级处於带轮不同的轴向位置，同时对於多楔式带轮两级的槽数又不一定相等，所需的挤压模轮也不一定相同，现有旋压机只有三个工位，而每一级带轮的加工至少需用两个工位（即：挤压、挤槽两个旋模轮），现有旋压机的工位模轮座不能垂直移动，无法完成轴向高度不同的两级挤压。因此，若要实现一次装夹完成二级旋压就必须增加工位，并使工位模轮座能够垂直移动。图4 升降模轮座
综上所述,旋压机通过增加压边工作台、升降模轮座实现了可以旋压两级同轴多楔式皮带轮之目的。关键技术与主要创新点这款两级同轴多楔式高精度皮带轮是浙江省唯一一家采用冷加工工艺成功制造的同类产品，已在汽车轮系（水泵皮带轮、风扇皮带轮、转向泵皮带轮、发电机皮带轮）、拖拉机、农业机械、食品机械、纺织机械上被采用，并取得了用户认可。其关键技术是冷加工两级同轴多楔式高精度皮带轮成型工艺的创新设计，创新点则在於，冷加工两级同轴多楔式高精度皮带轮成型工艺过程中克服了多次装夹调模对皮带轮精度的影响，达到一次装夹成型，从而保证实现皮带轮产品精度之目的。以下分别列出其主要创新点。1.工艺创新，采用旋压工艺制成，无切屑加工用於变速传动的该皮带轮，其精度要求很高。而长期以来，使用国内现有加工设备进行生产有较大难度。旋压皮带轮是用旋压机通过各种已成标准型的靠模向被加工的旋转物体（钢板）逐渐靠近，用外力迫使其产生想要实现的变形，这种用薄钢板通过旋压方法制成的皮带轮，一次只能旋压一级楔槽，两级皮带轮要经过二次装夹、旋压，两次更换模具。这样一来，两级带轮的同轴度很难保证，而且生产效率也很低。对此，我们从改革生产工艺入手，经过多年研究和实践，将国产45T三工位旋压机改为六工位旋压机，一次装夹可同时加工滚压出大、小两端楔形轮槽，保证了两级间同轴度要求，生产出高精度产品。2.省材料省时间，生产效率高，平衡性能好，使用寿命长传统的皮带轮材料为铸件（铸铁、铸铝及其合金），生产工艺必须先经做模型—做砂型—铸造成型—制成毛坏，後再经金加工、金属切削去除材料最後加工完成。整个铸造过程不仅劳动强度大且环境恶劣，在机械切削过程中还需去除大量金属材料，这不仅浪费资源且耗时长，对於铸造过程中的质量不均匀（砂眼、气孔等），还需事後进行静平衡处理。新的加工工艺则规避了这些缺点，并令生产效率得以提升(每分钟加工2~4件)。3.旋压带轮转动惯量小、平衡性能好，表面粗糙度和精度薄板冷旋压皮带轮是以钢板为坯料，通过冲裁和拉深成形为预制毛坯，在带轮旋压机上使毛坯在轴向与径向产生预定的塑性变形而制成的。由於钢板组织结构比铸件严密，抗拉强度又大大高於铸件，不会有任何多余材料；另外，薄板冷旋压皮带轮的品质轻且转动惯量小、动力矩小，可达到节能省材效果（节约原材料30-50%）、平衡性能好，表面精度高，使设备启动和运转过程中的整机振动和噪音大幅降低。4.提高了组织密度，使轮槽表面的强度和硬度高薄板冷旋压皮带轮，在旋压加工过程中由於材料流线不被切断，表面生产冷作硬化，改善了组织密度和表面粗糙度，使轮槽表面的强度和硬度提高，并且尺寸精度高，皮带（三角带）与轮槽的接触面大，打滑（差）小，皮带（三角带）寿命长。5.旋压设备的创新设计改革工艺的首要问题是有能够完成新工艺加工的生产设备，现有的生产设备，由於结构缺陷难以完成一次成形的旋压任务，为了保证冷加工两级同轴多楔式高精度皮带轮的同轴度就必须保证一次装夹旋压成型，这样旋压机上必须加一套压边装置和升降模轮座，为我们的成功研制奠定了基础。结论与展望经我公司科技人员通过对旋压机实施改造，实现了两级同轴多楔式高精度皮带轮的加工。该成果在2009年上半年通过浙江省专家鉴定委员会的鉴定，一致认为：“该产品通过工艺创新和设计专用的旋压设备，采用一次装夹实现了两级同轴多楔式皮带轮的冷旋压加工。产品具有精度高、重量轻、外型美观、机械性能好、节能、节材等特点，开发该产品的专用旋压机具有自主知识产权，其制造工艺处国内领先水平。”该成果的开发在得到产品成果的同时，也得到了旋压设备改造成果。改造後设备的加工程式得以简化，工人劳动强度减轻，设备利用率进一步提高，扩大了模具材料的选择范围，且设备安全可靠，操作便捷。