本發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模具零件花紋塊鑄坯用木型及其加工方法。

背景技術：

巨型輪胎模具零件花紋塊，一般是由17至21個塊數不等的、扇形角不同的扇形花紋塊，按一定順序環形排列組成(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，花紋塊結構的花紋部分5上具有花紋槽1和花筋2，花紋部分5的上下兩側分別為上分型面3和下分型面4的設置位置，花紋塊坯料采用鑄造毛坯，由于巨胎花紋塊內腔花紋部分節距(如圖7所示，花紋節距(tread pattern pitch)，即沿胎面中心線7，一個完整胎面花紋的循環單元長度，分為胎面中心線左側花紋節距8和胎面中心線右側花紋節距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，影響花紋塊的產品質量。因此，鑄坯時一般采用將花紋塊內腔的花紋鑄出的方式鑄坯，既保證了花紋塊的產品質量，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，使用加工出花紋的木型造型來實現的。

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構分，可歸類為K1、K2、K3、K4四種不同節距的花紋塊(如圖7a-7d所示)。也就是說，生產一付此規格模具花紋塊毛坯，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到要求，進而影響成型輪胎的質量。

技術實現要素：

本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種工程胎模具花紋塊鑄坯用木型的加工方法，將花紋塊木型設計成分體組合式，減少了木型的加工數量，降低了木型材料及加工成本。

本發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，由兩個基本單元重復拼接組合而成，減輕了木型的加工負擔，不但節省成本，且能保證加工精度。

本發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。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

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：根據輪胎花紋塊的分瓣情況，以輪胎花紋的節距，將輪胎花紋塊進行分類；

步驟2：根據分類后的輪胎花紋塊的特點，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距、不均分情況的工程胎活絡?；y塊。

所述步驟1中，以保證輪胎花紋塊的節距完整為前提，將輪胎花紋塊分為4類。受花紋塊結構、花筋強度的影響，在花紋塊劃分時，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，種類可能多達十幾種。在將輪胎花紋塊歸類時需要考慮每一塊花紋塊包含的節距數量，在不出現刀片狀花筋的前提下，歸類種類越少越好。在實際加工時，歸類成3類花紋塊難度較大，不易操作，無法很好的應用；歸類成5類花紋塊，其編程、加工及工裝成本均較高，實用難度高；歸類成1類花紋塊，整個輪胎花紋塊分瓣數量太多，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，滿足實際加工要求。

所述步驟2中，根據分為4類的輪胎花紋塊，確定輪胎花紋塊木型采用2個基本單元。

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倍節距的W_b+s單元，和以花紋槽作為起始且寬度為0.5倍節距的W_s單元。確定采用W_b+s單元和W_s單元，這兩個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，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單元兩側均預留加工余量，將輪胎花紋塊木型的分型面設計在W_b+s單元兩側的加工余量線位置。W_b+s單元兩側需要設置花筋的加工余量，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單元左側預留加工余量，將輪胎花紋塊木型的分型面設計在W_s單元左側的加工余量線位置。W_s單元也需要在側部設置花筋的加工余量，在W_s單元左側預留加工余量，可以保證在拼接到W_b+s單元左邊的情況下，拼接后的結構兩側均能預留加工余量。

所述步驟3中，對于W_s單元，在W_s單元右側預留加工余量，將輪胎花紋塊木型的分型面設計在W_s單元右側的加工余量線位置。在W_s單元右側預留加工余量，可以保證在拼接到W_b+s單元右邊的情況下，拼接后的結構兩側均能預留加工余量。

所述步驟4中，2個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，包括重復拼接組成環形結構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倍節距。將木型設置成分體組合式，并通過兩個基本單元即可拼接而成，設置這兩個基本單元的拼接通用性更強，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定順序以左右拼接的形式連接形成環形花紋塊鑄坯。以木型的兩個基本單元以左右拼接形式組成形成四種花紋塊，進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。

其中，形成第一花紋塊的步驟為：

在第二基本單元右側預留加工余量，在第一基本單元兩側均預留加工余量，將第二基本單元拼接在第一基本單元右側，形成第一花紋塊。

形成第二花紋塊的步驟為：

取用兩個第二基本單元，在第一個第二基本單元左側預留加工余量，在第二個第二基本單元右側預留加工余量，在第一基本單元兩側均預留加工余量，將第一個第二基本單元拼接在第一基本單元左側，將第二個第二基本單元拼接在第一基本單元右側，完成后將整個花紋塊豎直方向翻轉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預留加工余量，在第一基本單元兩側均預留加工余量，將第二基本單元拼接在第一基本單元左側，形成第三花紋塊。

形成第四花紋塊的步驟為：

取用兩個第二基本單元，在第一個第二基本單元左側預留加工余量，在第二個第二基本單元右側預留加工余量，在第一基本單元兩側均預留加工余量，將第一個第二基本單元拼接在第一基本單元左側，將第二個第二基本單元拼接在第一基本單元右側，形成第四花紋塊。

本發明的有益效果為：

本發明花紋塊鑄坯木型的加工方法將花紋塊木型結構設計成分體組合式，減少了木型的加工數量，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，節省了巨胎模具產品的生產成本。

附圖說明

圖1為輪胎花紋塊結構示意圖；

圖2為輪胎花紋塊花紋結構主視圖；

圖3為輪胎花紋塊花紋結構側視圖；

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單元分型面設計示意圖；

圖9b為W_b+s單元分型面設計示意圖；

圖9c為另一形式W_s單元分型面設計示意圖；

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胎面中心線左側花紋節距，9胎面中心線右側花紋節距，10加工余量線。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

行業內一般的巨胎花紋塊結構、節距、分塊、花紋上下端關系及排布特點具有以下共有特點：

1、花紋為等節距排列；

2、多數花紋節距數不能被分瓣數整除(如圖6中，38節距、18塊花紋塊)；

3、上、下端花紋關系為沿胎頂對稱旋轉。

花紋塊個數的劃分，與花紋的節距數有關，花紋節距的設計與輪胎的附著性、耐磨性、滾動阻力、噪聲、震動、自潔性等性能有關。

確定花紋塊分瓣數的基本原則：

1.每一塊花紋塊上的花紋節距盡可能完整；

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

3.花紋塊節距數量，盡可能是花紋塊數量的整數倍數(實際設計時，相對于此因素，保證花紋性能更重要)；

4.分塊應考慮花紋筋或鋼片等的完整程度，避免出現局部花紋筋過薄，導致模具使用過程中，發生花紋筋局部變形。

由圖6輪胎花紋塊花紋展開圖，可以歸類為4種花紋結構的花紋塊。鑄造這個規格的花紋塊，行業一般是制做4件花紋結構不同的木型。

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

實施例1：

如圖6所示，輪胎花紋都是由按照一定規律排列的節距組成的，節距又是由花筋2和花紋槽1組成的。一個花筋2和一個花紋槽1組成的節距，稱為單元節距。

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距數量有關。在不出現刀片狀花紋的前提下，歸類種類越少越好。在實際加工時，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個單元節距，且輪胎中心左右側花紋為沿胎頂旋轉后、相間錯位分布；

塊K2，以花筋2起始，寬度為2.5個節距，且輪胎中心左右側花紋為沿胎頂旋轉后、相間錯位分布；

塊K3，以花紋槽1起始，寬度為2個節距，且輪胎中心左右側花紋為沿胎頂旋轉后、相間錯位分布；

塊K4，以花紋槽1起始，寬度為2.5個節距，且輪胎中心左右側花紋為沿胎頂旋轉后、相間錯位分布。

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

將花紋W_b+s單元右側組合1個花紋W_s單元，即可組成花紋塊K1的花紋；

將花紋W_b+s單元左側組合1個花紋W_s單元，即可組成花紋塊K3的花紋；

將花紋W_b+s單元左、右側各組合1個花紋W_s單元，即可組成花紋塊K4的花紋；

調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。

將木型改為分體結構，設計若干個花紋結構基本單元，通過不同的基本單元，組合、或拼接出不同結構、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。

現花紋塊木型采用分體結構，由包含以花筋起始的寬度為1.5個節距的花紋W_b+s單元，和包含以花紋槽起始的寬度為0.5個節距的花紋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，不能單獨作為木型用于造型。木型需要設置相應的加工余量，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，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，其兩側必須包含花筋的加工余量。設計木型時，為方便生產，需要留出各個木型組合兩側的加工余量，如圖9a-9c所示，對于花紋基本單元W_b+s，將分型面設計在其兩側的加工余量線10位置；對于花紋基本單元W_s，設計兩種情況，一種是將分型面設計在其左側的加工余量線10位置，由于W_b+s單元的兩側包含了花筋的加工余量，右側不再設置加工余量，另一種情況將分型面設計在其右側的加工余量線10位置，左側不再設置加工余量，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，用于此規格花紋塊鑄坯的造型。

經過計算，用該分體組合式木型來對鑄坯造型，節省木型材料及加工成本約75％。

實施例2：

工程胎模具花紋塊鑄坯用木型，包括重復拼接組成環形結構的第一基本單元(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倍節距，第二基本單元以花紋槽作為起始且寬度為0.5倍節距。將木型設置成分體組合式，并通過兩個基本單元即可拼接而成，設置這兩個基本單元的拼接通用性更強，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定順序以左右拼接的形式連接形成環形花紋塊鑄坯。以木型的兩個基本單元以左右拼接形式組成形成四種花紋塊，進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。

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)右側預留加工余量，在第一基本單元(即W_b+s單元)兩側均預留加工余量，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，形成第一花紋塊。

形成第二花紋塊的步驟為：

取用兩個第二基本單元(即W_s單元)，在第一個第二基本單元(即W_s單元)左側預留加工余量，在第二個第二基本單元(即W_s單元)右側預留加工余量，在第一基本單元(即W_b+s單元)兩側均預留加工余量，將第一個第二基本單元(即W_s單元)拼接在第一基本單元(即W_b+s單元)左側，將第二個第二基本單元(即W_s單元)拼接在第一基本單元(即W_b+s單元)右側，完成后將整個花紋塊豎直方向翻轉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)左側預留加工余量，在第一基本單元(即W_b+s單元)兩側均預留加工余量，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，形成第三花紋塊。

形成第四花紋塊的步驟為：

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

上述雖然結合附圖對本發明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍以內。