CN103963551A - 中心具有嵌合空心结构的冲压成形汽车轮毂 - Google Patents

Abstract

本设计公开了一种钢板成型轮毂结构，其主要构成为：轮辋、轮辐及力矩扣件，轮辐与力矩扣件为嵌合空心结构，轮辐与轮辋为焊接结构。轮辋为退火态的热成形高强度钢板用已知的传统工艺形成，轮辐为退火态的热成形高强度钢板冲压成形，轮辐辐条的内外壁距轮辐辐条形心形成必要的距离，使之具有抵抗弯度负荷的抗载结构，经与力矩扣件的嵌合大幅提高了轮辐的惯性矩与静矩，轮辐与轮辋焊接后进入形变控制淬火炉内淬火，使之具有1400MPa以上的应力强度。形成了超轻量、高强度、低成本的汽车轮毂。

Description

中心具有嵌合空心结构的冲压成形汽车轮毂

技术领域

本设计涉及汽车轮毂***，尤其是钢板压制成形的汽车轮毂。

背景技术

目前汽车行业内中高性能的汽车因其钢制轮毂重量偏重基本上使用铸造铝合金轮毂，钢制轮毂因其重量上的劣势及外观的单调只在一些低端车上使用，轮毂的重量对汽车的提速性能及油耗高低起着至关重要的作用，随着大型钢铁企业对高性能钢材的开放成功，使其钢制轮毂在重量上已接近铝合金轮毂的水平。由于轮毂的最大受力部位在轮毂的安装部位，传统钢制轮毂中心部位圆盘状的实心结构受到轮毂额定载荷的影响，使其减重效果受到了限制，虽然近些年有专利做了一些改进，但中心部位没有改变，减重效果有限。

见分类号：B60B3／04(2006.01)I

B60B1／10(2006.01)I

申请号：200980162924.9

申请号：200880112128.X

另外虽有一些机构及个人对于铸造轮辐空心化做了一些设计，但由于在轮毂螺栓固定处使用了一致性差的焊接工艺，致使轮毂的生产质量一致性受到质疑。

见分类号：B60B3／04B60B3／10B60B1／12

申请号：97195856.4

发明内容

实现了钢制轮毂的薄壁化、空心化及轻量化。

附图表示了本案的实施例，下面以五孔轮毂为例详细说明。

附图说明

图1：轮辐立体说明图

图1-1：轮辐辐条的截面图

图2：力矩扣件的立体说明图

图3：轮辐与力矩扣件的嵌合立体图

图4：轮辐与轮辋的焊接截面图

图5：轮毂立体图

代码注释：

WB：轮辐辐条的外壁

NB：轮辐辐条的内壁

LB：轮辐辐条的立壁

HM：弧面

DM：轮毂螺栓固定面

K：轮毂螺栓固定套孔

FWB1：防污壁

FWB2：防污壁

SK：锁孔

ZDK：轮毂中心定位孔

LGM：轮毂固定内壁

F1：风孔

F2：风孔

dj：倒角

具体实施方式

本案轮毂由轮辋1、轮辐2、力矩扣件3组成。

轮辋1成形采用了已知的传统生产方式。

受车辆制动力及轮毂固定位置偏心的影响，轮毂轮辐承受到来至轴向、径向和周向的复杂多变负载，为了提高薄板料轮辐的抗载能力，减轻车轮重量，轮辐辐条采用在大约轴向具有必要宽度的立壁，在立壁的大约周向形成必要的宽度且方向相反的内壁、外壁结构。

对此，轮辐2用圆盘状整体板材根据轮毂的5个螺栓固定孔的区域压制5个朝向轮辐边沿辐射并止于轮辐边沿内的内凹面，其凹向朝车轴轮毂固定法兰方向，形成5个开口向轮辐边沿的圆弧面及具有螺栓固定套孔K并与车轴轮毂固定法兰平行的轮毂固定面，其圆弧直径与轮毂固定面直径大于轮毂固定螺栓扳手套筒的半径并与套孔同心，在此同时形成了5个立壁1、立壁2、立壁3，见图1。

保留轮毂固定面及凹底立壁LB1、LB2、LB3周边必要的宽度冲切封闭的内壁风孔F2，此时形成了内壁NB1、NB2、NB3。

在同一模具中，同时形成了5个外壁WB1、WB2、WB3及在轮辐边沿呈开放状的外壁风孔F1和车标盖孔BK，并且车标盖孔BK在朝车轴轮毂固定法兰方向具有必要的圆周折边。

在此形成的所有辐条外壁在轮辐中心部除车标盖孔外是相互联系的，是可抗载的。

在此形成的辐条内壁在不同的螺栓固定孔K处是间断的，是不可抗载的，此时轮辐辐条在轴向几乎没有抗弯能力。

为保持所有辐条内壁在中心部相互连成一体变为抗载结构，压制力矩扣件3见图2。

力矩扣件3其构成具有：轮毂中心固定孔ZDK，轮毂固定内壁LGM，5个力矩扣锁孔SK及5个防污壁FWB1、FWB2，并且ZDM的园周折边和SK及FWB的伸出方向是背向车轴轮毂法兰的。

所谓的力矩扣件是指：可以连接各个轮毂螺栓固定孔K的扣件，并且套接各个孔K的扣锁孔SK存在于一个元件上。

力矩扣件的5个扣锁孔SK和轮辐的5个轮毂安装固定孔K的位置尺寸是一致的，并且K能嵌入SK中，见图3。

力矩扣件嵌入轮辐中，防污壁FWB1深入至轮辐内壁处，防污壁FW2深入至轮辐外壁处，见图3，至此轮辐辐条在中心部具有相互联系的外壁；轮辐辐条在轮辐中心部具有相互联系的内壁，轮辐的抗弯强度和刚度达到大幅提升，并形成除BK和ZDK外的中心空心的轮辐。

其中轮辐辐条的横截面并不拘于图示的形状，见图1-1细节A、B，但必须具有立壁、内壁、外壁三要素，且外壁与内壁在立壁的周向是相反的。

同样力矩扣件的外形也不拘于图示的形状，见图3，但必须具备存在于一体上的5个力矩扣锁孔SK和中心定位孔ZDK及防污壁FWB1、FWB2三要素。

另外内壁风孔与外壁风孔的外形变化可使轮毂变换不同的外观款式。甚至于改变轮辐的辐条数。

轮辐边沿嵌入轮辋的轮胎口安装面的背面中，5个NB3与轮辋槽底倒角处的背面焊接见图4细节B，轮毂总体完成。

本案采用了退火态的热成形高强度钢板在常温下成形，故轮毂总体完成后进入形变控制淬火炉淬火，及可获得硬度在1400MPa以上的高强度车轮。

本案同样适用于3孔、4孔、6孔轮毂。

本案不仅适用于钢板，同样适用于铝合金板，不锈钢板及其它金属材料板材。

Claims (10)

1.一种金属板材成形的三件式汽车轮毂：由轮辋1、轮辐2、力矩扣件3组成，其中：轮辐的轮毂螺栓固定套孔与力矩扣件的力矩扣套孔嵌入，形成中间成空心结构的轮辐，其中：轮辐边沿嵌入轮辋的轮胎口安装面的背面并与轮辋槽底的倒角处背面焊接成一体。

2.权利要求书1所述的轮辐由整体板材冲压形成的轮毂螺栓固定部、轮辐辐条部及轮辐边沿部组成。

3.权利要求书2所述轮毂螺栓固定部其特征具有板材冲压成形的车标盖孔；车标盖孔外周轮毂螺栓固定孔区域向车轴轮毂固定法兰方向延伸的与轮毂螺栓固定孔数相等的大约轴向圆弧面，并且圆弧面的开口方向朝向轮辐边沿。

4.权利要求书2所述轮毂螺栓固定部其特征还具有：由权利要求书3所述的每个圆弧面在延伸终点形成了以弧面圆心为圆心并与车轴轮毂固定法兰平行的轮毂螺栓固定面及固定套孔，其圆弧面与轮毂螺栓固定面的直径大于固定螺栓扳手套筒的外径。

5.权利要求书2所述的轮辐辐条部其特征具有：由权利要求书3、4所述的每个圆弧面为辐条立壁、每个轮毂螺栓固定面为辐条的内壁、车标盖孔所在的面为辐条的外壁且保持必要的宽度，从拉伸弧面开口的两端向轮辐边沿延伸、形成具有立壁、外壁和内壁的两条辐条。

6.权利要求书2所述的轮辐边沿其特征具有：由权利要求书5所述的每个弧面端口延伸至轮辐边沿的两条辐条在轮辐边沿向对方的方向汇聚形成的外沿立臂、内壁与外壁，同时形成了具有封闭的内壁风孔，辐条的外壁与相邻弧面端口延伸辐条的外壁形成了在外边沿呈开放状的外壁风口。

7.权利要求书5所述的辐条外壁，在轮辐中心处车标盖孔外是相互联系的，内壁在轮毂螺栓固定孔处与相邻轮毂螺栓固定孔处的内壁是相互间断的。

8.权利要求书1所述的力矩扣件其特征具有：轮毂中心固定孔、轮毂固定内壁及存在轮毂固定内壁上的力矩扣套孔，其轮毂中心固定孔园周的折边方向和力矩扣套孔的伸出方向在轮毂固定内壁上是背向车轴轮毂固定法兰的并且力矩扣套孔的周向位置和数量与权利要求书3所述的轮毂螺栓固定套孔一致并能嵌入其中。

9.权利要求书1所述的力矩扣件其特征还具有：从轮毂固定内壁向车轴轮毂固定法兰背向延伸的防污壁。

10.权利要求书1所述的轮毂由退火态热成形钢板在常温状态下成型，构成总体后进入形变控制淬火炉淬火。