CN109664679A - 一种旋压成型整体式车轮及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋压成型整体式车轮及其制备方法，整体式车轮，包括轮辋和轮辐，所述轮辋和轮辐连接处为整体式衔接，避免了脱焊、漏气等安全隐患，提高安全可靠性，又能降低成本、延长轮胎使用寿命；旋压成型加工工艺可以减少板材的消耗，节能减排，有利于节能环保，改变了原有的传统的制备方法，解决了由原有工艺带来的工序繁琐和效率低等问题，便于整个加工工艺的质量管控，可以使车轮的加工质量和加工精度提高。

Description

一种旋压成型整体式车轮及其制备方法

技术领域

本发明属于车轮技术领域，具体涉及一种旋压成型整体式车轮及其制备方法。

背景技术

现有的车轮加工工艺是轮辐和轮辋单独制作，通过装配焊接而成，这样的加工方式会存在漏焊偏焊的情况，产生气孔使车轮焊缝漏气，存在轮辐与轮辋脱落等安全隐患，且生产工序繁琐，效率低，原料成本高，耗材多，也无法满足对车轮结构可靠性及稳定性的要求。

发明内容

为了克服现有技术领域存在的上述技术问题，本发明的目的在于，提供一种旋压成型整体式车轮及其制备方法。

本发明提供的一种旋压成型整体式车轮，包括轮辋和轮辐，所述轮辋和轮辐连接处为整体式衔接，所述轮辋和轮辐的材质一致，可以同时采用钢铁材质，也可以同时采用铝合金材质，所述轮辋的中部设置有凹槽，所述凹槽可以为平底凹槽、斜底凹槽、弧形底凹槽以及阶梯底凹槽中的任意一种，所述凹槽的一侧设置有短肩胎圈座，另一侧设置有长肩胎圈座，所述轮辋一端设有环形轮缘，另一端设有锁圈槽，所述的轮辐设有安装平面，所述的安装平面为圆形截面，圆形截面的中间部位开有中孔，所述中孔为通孔，所述中孔的***设有环中孔一周的若干个螺栓孔，所述的锁圈槽与轮辐衔接处为整体衔接。所述的车轮安装平面同挡圈与轮辐衔接处成35°-55°。

所述轮辋的壁厚厚度一致，轮辋厚度为8mm—12mm。

所述轮辐厚度为10mm—18mm。

所述凹槽内包括第一侧壁和第二侧壁，其中所述第一侧壁靠近短肩胎圈座，所述第二侧壁靠近长肩胎圈座，所述第二侧壁上设有安装气门嘴的气门嘴安装孔，所述气门嘴内装有与车轮相结合的气门嘴。

所述的环形轮缘的高度为30mm—45mm。

所述凹槽的槽深为8mm—30mm。

所述的槽口的宽度与所述的轮辋主体的宽度比例为1.5。

一种旋压成型整体式车轮的制备方法，包括以下步骤：

一.裁料：进行圆板料的裁制，裁制成需要规格尺寸的圆形板料；

二.冲中心孔：用液压机设备配合冲中心孔模具进行冲中心孔处理，这里的冲中心孔，孔径按尺寸要求进行制作，不得存在在毛刺和缺口，利用中心孔为后序旋压加工进行定位；

三.一次旋压成型：利用旋压机配合旋压模芯进行旋压成型处理，这里的旋压成型主要是对型面进行初步的成型，这里的旋压型面的外表面要规整，不能使车轮出现形状的变型；

四.二次旋压成型：旋压机配合二次旋压成型模具进行二次旋压成型处理，这里的旋压成型是对整个车轮形状的定形处理，包括锁圈槽和短肩胎圈座的定形处理，外表面要光滑；

五.扩涨整形：利用扩涨整形机配合扩涨整形模具，进行扩涨整形处理，这里的扩涨整形主要是对车轮进行最后的定形处理；以达到车轮尺寸要求精度和形状

六.冲螺栓孔：利用冲螺栓孔设备配合冲螺栓孔模具，进行冲螺栓孔处理，一般螺栓孔数量为2-10个，孔径为20-30mm；

七.风孔处理:利用风孔处理设备进行风孔处理；

八.缺口处理：铣气门孔缺口，使气门孔光滑平整，便于气门嘴的安装，防止安装气门嘴时产生干涉及阻碍；

九.铣气门孔，用于放置气门嘴；

十.平面度校准：利用油压机进行安装平面平面度校正处理；

十一.修磨毛刺：利用抛光机进行修磨毛刺处理；

十二.打刻标识：利用液压机进行打刻标识处理，标识内容根据图纸要求进行选用。

进一步的，所述裁料，可以裁制钢铁圆板料和铝合金圆板料中的任意一种，进行钢铁圆板料裁制采用落料设备或气割仿形设备，进行铝合金圆板料采用冲压设备。所述落料设备是指液压机，气割仿形设备是指仿形气割机，所述冲压设备是指液压机。

进一步的，所述风孔处理，钢制材料的车轮用冲压设备进行冲风孔处理，铝合金材料的车轮用铣风孔设备进行铣风孔处理。

本发明提供的一种旋压成型整体式车轮及其制备方法，其有益效果在于，可以减少板材的消耗，节能减排，有利于节能环保，改变了原有的传统的制备方法，解决了由原有工艺带来的工序繁琐和效率低等问题，便于整个加工工艺的质量管控，可以使车轮的加工质量和加工精度提高，通过一次旋压和二次旋压加上扩涨整形，可以更好地保持整个车轮的结构和性能，避免了由于工序繁琐带来的结构上的变型和伤痕，提高了车轮的结构可靠性及稳定性，提高了行驶的安全可靠性。

附图说明

图1是本发明一个实施例的整体结构示意图；

图2是双槽底结构示意图；

图3是与图2反向倾斜的双槽底结构示意图；

图4斜槽底结构示意图；

图5是与图4反向倾斜的斜槽底结构示意图；

图6是圆弧槽底结构示意图；

图7是钢制材料加工整体式车轮的制备工艺流程图；

图8是采用铝合金材料加工整体式车轮的制备工艺流程图；

图9是采用铝合金材料加工的整体式车轮结构示意图。

图中标注：

1.安装平面；2.中孔；3.环形轮缘；4.螺栓孔；5.风孔；6.锁圈槽；7.短肩胎圈座；8.凹槽；9.长肩胎圈座。

具体实施方式

下面参照附图，结合一个实施例，对本发明提供的一种旋压成型整体式车轮及其制备方法进行详细的说明。

实施例1

参照图1-图6，本实施例具体的一种钢制材料加工整体式车轮的制备方法，包括轮辋和轮辐，所述轮辋和轮辐连接处为整体式衔接，所述轮辋和轮辐的材质一致，可以同时采用钢铁材质，也可以同时采用铝合金材质，所述轮辋的中部设置有凹槽8，所述凹槽可以为平底凹槽、斜底凹槽、弧形底凹槽以及阶梯底凹槽中的任意一种，所述凹槽的一侧设置有短肩胎圈座7，另一侧设置有长肩胎圈座9，所述轮辋一端设有环形轮缘3，另一端设有锁圈槽6，所述的轮辐设有安装平面1，靠近安装平面设有风孔5，所述的安装平面为圆形截面，即安装平面为圆形的截面，连接平面整体外观呈圆形，没有凸起以及凹陷，整个平面在同一截面线上，圆形截面的中间部位开有中孔2，所述中孔2为通孔，所述中孔的***设有环中孔一周的若干个螺栓孔4，所述的锁圈槽与轮辐衔接处为整体衔接。所述的车轮安装平面同挡圈与轮辐衔接处成45°。

所述斜底凹槽的槽底的倾斜度为30-45度，可以为短肩胎圈座一侧向长肩胎圈座一侧倾斜，也可以反向倾斜。

阶梯底凹槽的槽底为双层阶梯槽底，上、下两阶层有圆弧过渡。

所述轮辋的壁厚厚度一致，轮辋厚度为12mm。

所述轮辐厚度为18mm。

所述凹槽内包括第一侧壁和第二侧壁，其中所述第一侧壁靠近短肩胎圈座，所述第二侧壁靠近长肩胎圈座，所述第二侧壁上设有安装气门嘴的气门嘴安装孔，所述气门嘴内装有与车轮相结合的气门嘴。

所述的环形轮缘的高度为35mm。

所述凹槽的槽深为20mm。

所述的槽口的宽度与所述的轮辋主体的宽度比例为1.5。

参照图7，一种旋压成型整体式车轮的制备方法，包括以下步骤：

一.裁料：进行圆板料的裁制，裁制成需要规格尺寸的圆形板料；

二.冲中心孔：用液压机设备配合冲中心孔模具进行冲中心孔处理，这里的冲中心孔，孔径按尺寸要求进行制作，不得存在在毛刺和缺口，利用中心孔为后序旋压加工进行定位；

三.一次旋压成型：利用旋压机配合旋压模芯进行旋压成型处理，这里的旋压成型主要是对型面进行初步的成型，这里的旋压型面的外表面要规整，不能使车轮出现形状的变型；

四.二次旋压成型：旋压机配合二次旋压成型模具进行二次旋压成型处理，这里的旋压成型是对整个车轮形状的定形处理，包括锁圈槽和短肩胎圈座的定形处理，外表面要光滑；

五.扩涨整形：利用扩涨整形机配合扩涨整形模具，进行扩涨整形处理，这里的扩涨整形主要是对车轮进行最后的定形处理，以达到车轮尺寸要求精度和形状；

六.冲螺栓孔：利用冲螺栓孔设备配合冲螺栓孔模具，进行冲螺栓孔处理，螺栓孔数量为6个，孔径为20mm；

七.风孔处理:冲压设备进行冲风孔处理；

八.缺口处理：铣气门孔缺口，使气门孔光滑平整，便于气门嘴的安装，防止安装气门嘴时产生干涉及阻碍；

九.铣气门孔:用于放置气门嘴；

十.平面度校准：利用油压机进行安装平面平面度校正处理；

十一.修磨毛刺：利用抛光机进行修磨毛刺处理；

十二.打刻标识：利用液压机进行打刻标识处理，标识内容根据图纸要求进行选用。

进一步的，所述裁料，可以裁制钢铁圆板料和铝合金圆板料中的任意一种，进行钢铁圆板料裁制采用落料设备或气割仿形设备，进行铝合金圆板料采用冲压设备。

一次旋压成型，利用旋压机配合旋压模芯进行旋压成型处理，钢材板的机械性能好，强度大，通过挤压后成形车轮表面具有较高的表面光洁度和表面硬度，旋压机工作台有滑套，在导杆上可垂直升降滑动，通过气缸推动活塞杆的伸缩为滑套提供动力，在旋压机上完成三道拉伸，第一道是将落料在旋压机上作第一次拉伸成圆筒型工件，第二道是将第一次拉伸成的圆筒型工件上进行拉伸成具有型面轮廓的车轮毛坯，第三道是将第二道拉伸的毛坯再经拉伸成外表面规整的初步成型车轮。

旋压机具有转轴部，即向下压的同时具备了旋转的功能，也就是可以旋转着向下压，这样在压钢材板时不会出现褶皱现象，压出来零件更光滑和美观，成形的零件壁厚均匀，轮廓更能满足精度要求。

所述旋压模芯分为两部分，外模套与内膜套，分别设于滑套的末端以及滑套下方的工作台上，旋压模芯为成型模具，在实际使用过程中，内膜套中的中空部分进行旋压操作，当成形不同槽底的车轮时，取下固定外模套与内膜套的螺栓，然后取下外模套与内膜套更换即可，更换膜套的方式简单，满足不同的产品加工，可以节省人力，节约时间，从而提高效率。

膜套采用阻尼材质制成，使得膜套本身质量更轻，进一步节省人力，整个过程只需要一个人和花费较短的时间即可完成，也使得更换膜套的过程不会造成机械损伤，可以有效增加设备的使用寿命，更换膜套后，不需要再做过多调试，减少废料的产生、增加成品率、节约原材料。

旋压成型的过程中变形抗力要比普通工艺大20％，相应的成型力也加大20％；钢材在加工时具有较大的回弹量，在模具设计和工艺参数确定上采取相应措施以减小和补偿回弹，扩涨模设计时回弹系数按0.15％。

旋压成型处理，得到旋压成型车轮，这样的旋压整体式的车轮，可以避免原有的轮辐和轮辋焊接起来产生的漏焊，偏焊，而且电流大小作用于车轮，使得车轮出现焊穿，熔深量大等问题，现在的旋压呈整体式，可以避免焊接带来的一系列的问题。

将旋压成型车轮用压力机在冲螺栓孔模具上，做冲螺栓孔处理，这里的冲螺栓孔模具分为上模具和下模具，同时上模具和下模具上还装有冲螺栓孔刃口模具，两个模具可以进行位置调节，以方便校准。

将冲完螺栓孔的车轮初料放置在倒角机上，进行螺栓孔倒角处理；将倒角完成的车轮初料进行磨毛刺处理。

所述风孔处理，钢制材料的车轮用冲压设备进行冲风孔处理，铝合金材料的车轮用铣风孔设备进行铣风孔处理，然后对风孔进行倒角处理，原材料不会出现风孔凸起物、风孔裂纹、风孔位置度不良的问题，

扩涨整形是将旋压成型好的车轮坯料放入扩涨整形模具中，进行一边扩涨，一边压平，达到整形的目的；使工件内部都较好地处于多向应力状态下，这时材料的塑性状态好，较容易发生塑性变形，换言之就是最容易达到整形的目的；通过一扩一压，将前面工序所产生内应力消除了，而由此产生的内应力也是最少的，达到高精度成形加工的目的同时具有较好的使用性能以及使用寿命。

铣气门孔缺口，将车轮坯料置于工件定位板上由定位块将车轮坯料定位，同时油缸驱动铣刀垂向行程进给，从而将车轮坯料铣出缺口，气门孔加工表面光滑无拉伤，强度高，原有的气门孔是利用冲孔机进行冲压处理，会产生气门嘴孔周边毛刺，变型，从而导致在安装气门嘴时，会使气门嘴胶垫破损，产生漏气现象，现在的铣气门孔不会出现类似问题。

平面度校准，将夹装好的车轮坯料置于压力机的压力机工作台上，操作压力机向下施压，施加的压力大小为8000-12500KN，压力大小及下压行程大小根据车轮坯料变形状况、平面度超差大小、材质的抗压强度、零件的厚度等因素逐步缓慢调整、反复施加，调整中密切关注冷塑性变形状况及夹紧状况，下压行程控制在30-60mm以内。

实施例2

参照图8-图9，本实施例与实施例1的区别在于采用铝合金材料加工整体式车轮，进行圆板料的裁制时，使用的设备为液压机冲压或者圆柱体切割成圆板料，风孔处理采用铣风孔设备进行铣风孔处理，在步骤九铣气门孔之后采用数控车床进行轮辋外型面和内型面以及轮辐内外平面的加工处理。

Claims (9)

1.一种旋压成型整体式车轮，其特征在于：包括轮辋和轮辐，所述轮辋和轮辐连接处为整体式衔接，所述轮辋的中部设置有凹槽，所述凹槽可以为平底凹槽、斜底凹槽、弧形底凹槽以及阶梯底凹槽中的任意一种，所述凹槽的一侧设置有短肩胎圈座，另一侧设置有长肩胎圈座，所述轮辋一端设有环形轮缘，另一端设有锁圈槽，所述的轮辐设有安装平面，所述的安装平面为圆形截面，圆形截面的中间部位开有中孔，所述中孔为通孔，所述中孔的***设有环中孔一周的若干个螺栓孔，所述的锁圈槽与轮辐衔接处为整体衔接。

2.根据权利要求1所述的一种旋压成型整体式车轮，其特征在于：所述轮辋的壁厚厚度一致，轮辋厚度为12mm。

3.根据权利要求1所述的一种旋压成型整体式车轮，其特征在于：所述轮辐厚度为18mm。

4.根据权利要求1所述的一种旋压成型整体式车轮，其特征在于：所述凹槽内包括第一侧壁和第二侧壁，所述第二侧壁上设有安装气门嘴的气门嘴安装孔，所述气门嘴内装有与车轮相结合的气门嘴。

5.根据权利要求1所述的一种旋压成型整体式车轮，其特征在于：所述的环形轮缘的高度为35mm。

6.根据权利要求1所述的一种旋压成型整体式车轮，其特征在于：所述凹槽的槽深为—8mm—30mm，所述的槽口的宽度与所述的轮辋主体的宽度比例为1.5。

7.一种旋压成型整体式车轮的制备方法，包括以下步骤：

一.裁料：进行圆板料的裁制，裁制成需要规格尺寸的圆形板料；

二.冲中心孔：用液压机设备配合冲中心孔模具进行冲中心孔处理，这里的冲中心孔，孔径按尺寸要求进行制作，不得存在在毛刺和缺口；

三.一次旋压成型：利用旋压机配合旋压模芯进行旋压成型处理，这里的旋压成型主要是对型面进行初步的成型，这里的旋压型面的外表面要规整，不能使车轮出现形状的变型；

四.二次旋压成型：旋压机配合二次旋压成型模具进行二次旋压成型处理，这里的旋压成型是对整个车轮形状的定形处理，包括锁圈槽和短肩胎圈座的定形处理，外表面要光滑；

五.扩涨整形：利用扩涨整形机配合扩涨整形模具，进行扩涨整形处理，这里的扩涨整形主要是对车轮进行最后的定形处理；

六.冲螺栓孔：利用冲螺栓孔设备配合冲螺栓孔模具，进行冲螺栓孔处理；

七.风孔处理:利用风孔处理设备进行风孔处理；

八.缺口处理：铣气门孔缺口，使气门孔缺口光滑平整，防止气门孔伸出部分有干涉；

九.铣气门孔：铣气门孔用于放置气门嘴；

十.平面度校准：利用油压机进行安装平面平面度校正处理；

十一.修磨毛刺：利用抛光机进行修磨毛刺处理；

十二.打刻标识：利用液压机进行打刻标识处理，标识内容根据图纸要求进行选用。

8.根据权利要求7所述的一种旋压成型整体式车轮的制备方法，其特征在于：所述裁料，可以裁制钢铁圆板料和铝合金圆板料中的任意一种，进行钢铁圆板料裁制采用落料设备或气割仿形设备，进行铝合金圆板料采用冲压设备。

9.根据权利要求7所述的一种旋压成型整体式车轮的制备方法，其特征在于：所述风孔处理，钢制材料的车轮用冲压设备进行冲风孔处理，铝合金材料的车轮用铣风孔设备进行铣风孔处理。