CN112296242A - 一种正反轮辋毛坯及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种正反轮辋毛坯及其加工工艺，属于车轮制造技术领域，包括圆筒状的轮辋毛坯，所述轮辋毛坯的两端分别设有第一轮缘和第二轮缘；所述轮辋毛坯靠近所述第一轮缘的一端外侧设有向内凹的凹陷部；所述凹陷部的相对内侧设有凸起部，用于加工正向轮辋轮辐座；所述凸起部靠近所述第二轮缘的一侧设有加厚部，用于加工反向轮辋轮辐座。通过加热、锻压、冲孔和旋压实现对正反轮辋毛坯加工，工艺简单，生产效益高，其加工的正反轮辋毛坯结构强度高，力学性能好，对于正向轮辋和反向轮辋的加工共同适用，一个毛坯可用于加工正反两种轮辋；通用性强，仅需一套模具即可实现加工生产，设计开发成本和加工成本大大降低。
Description
技术领域
本发明属于车轮制造技术领域，具体地说是一种正反轮辋毛坯及其加工工艺。
背景技术
轮辋俗称轮圈，为车轮周边安装轮胎的部件，轮辋结构是汽车车轮的重要组成部分，是轮胎的装配和固定基础。轮辋与轮辐固定安装形成整个轮毂，轮毂与制动盘、轮盘、半轴连接，形成传动、制动***。
轮辋分为正向轮辋和反向轮辋两种，根据轮辐在轮辋的不同安装位置来区分。目前，轮辋加工工艺复杂，通常为铸造成型或旋压成型两种工艺。在生产轮辋毛坯时，通常需要设计开发两套模具对正向轮辋和反向轮辋进行加工生产，造成设计开发成本和加工成本的浪费。
发明内容
为解决现今需要设计开发两套模具对正向轮辋和反向轮辋进行加工生产，造成设计开发成本和加工成本浪费的问题，本发明提供一种正反轮辋毛坯及其加工工艺。
本发明一方面是通过下述技术方案来实现的。
一种正反轮辋毛坯，包括圆筒状的轮辋毛坯，所述轮辋毛坯的两端分别设有第一轮缘和第二轮缘；所述轮辋毛坯靠近所述第一轮缘的一端外侧设有向内凹的凹陷部；所述凹陷部的相对内侧设有凸起部，用于加工正向轮辋轮辐座；所述凸起部靠近所述第二轮缘的一侧设有加厚部，用于加工反向轮辋轮辐座。
本发明的进一步改进还有，上述第一轮缘、第二轮缘、凹陷部和加厚部为一体旋压加工成型，且为铝合金材质。
本发明的进一步改进还有，上述凸起部与加厚部连接位置呈平滑弧面。
本发明的进一步改进还有，上述加厚部内径向靠近所述第二轮缘方向逐渐增大。
本发明的进一步改进还有，上述凸起部与第一轮缘连接位置呈平滑过渡，且其内径向靠近所述第一轮缘方向逐渐增大。
本发明另一方面是通过下述技术方案来实现的。
一种正反轮辋毛坯的加工工艺，包括以下步骤：
步骤S1：加热；加热炉对原坯件加热温度至450-550℃；
步骤S2：锻压；机械手抓取加热后的原坯件，并放置于锻压模具内；锻压模具对原坯件锻压成型；
步骤S3：冲孔；机械手抓取锻压后的原坯件，并放置于冲孔模具内；冲孔模具对原坯件冲孔和扩口；
步骤S4：旋压；机械手抓取冲孔后的原坯件，并放置于旋压模具内；旋压模具对原坯件旋压成型。
本发明的进一步改进还有，上述步骤S1还包括：预加热锻压模具；对锻压模具预加热温度为200-420℃。
本发明的进一步改进还有，还包括步骤S5：热处理；对旋压成型后的原坯件进行热处理，加工为轮辋毛坯。
本发明的进一步改进还有，上述步骤S1与步骤S2之间还包括：对锻压模具型腔喷涂脱模剂工艺。
本发明的进一步改进还有，还包括步骤S6：加工轮辐座；机加工凸起部，成型为盘式的正向轮辋轮辐座，并加工轮辐安装孔，加工为正向轮辋；机加工加厚部内侧，成型为盘式的反向轮辋轮辐座，并加工轮辐安装孔，加工为反向轮辋。
从以上技术方案可以看出，本发明的有益效果是：1、本正反轮辋毛坯对于正向轮辋和反向轮辋的加工共同适用，一个毛坯可用于加工正反两种轮辋；通用性强，无需开发设计两套模具，仅需一套模具即可实现加工生产，设计开发成本和加工成本大大降低，轮辋毛坯生产工艺简单，成型结构强度高，力学性能好。2、旋压成型工艺，轮辋毛坯结构强度高，力学性能好。3、加工生产时，便于旋压下模的退模，使旋压后的原坯件与旋压下模顺利分离，工艺性好，保证整体的结构强度。4、加工生产时，便于旋压上压模的退模，使旋压后的原坯件与旋压上压模顺利分离，工艺性好，保证整体的结构强度。5、本正反轮辋毛坯的加工工艺，通过加热、锻压、冲孔和旋压实现对正反轮辋毛坯的加工，工艺简单，生产效益高，其加工的正反轮辋毛坯结构强度高，力学性能好，并对于正向轮辋和反向轮辋的加工共同适用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的正反轮辋毛坯结构示意图。
图2为本发明的锻压模具初始状态示意图。
图3为本发明的锻压模具锻压状态示意图。
图4为本发明的锻压模具锻压完成状态示意图。
图5为本发明的冲孔模具初始状态示意图。
图6为本发明的冲孔模具冲孔状态示意图。
图7为本发明的冲孔模具脱模状态示意图。
图8为本发明的冲孔模具冲孔完成状态示意图。
图9为本发明的旋压模具初始状态示意图。
图10为本发明的旋压模具压合状态示意图。
图11为本发明的旋压模具旋压状态示意图。
图12为本发明的旋压模具旋压完成状态示意图。
图13为本发明的正向轮辋结构示意图。
图14为本发明的反向轮辋结构示意图。
图15为本发明的正向轮辋与轮辐安装结构示意图。
图16为本发明的反向轮辋与轮辐安装结构示意图。
附图中：101、锻压下模板，102、锻压上模板，103、锻压下模套，104、锻压下模芯，105、锻压顶出模，106、锻压升降杆，107、锻压上压模，201、冲孔下模板，202、冲孔上模板，203、冲孔支撑块，204、冲孔下模，205、冲孔导套，206、冲孔导柱，207、冲孔上垫板，208、扩孔块，209、冲头连接座，210、冲孔上压模，211、打料盘，212、冲头，213、打料盘连杆，301、旋压下承座，302、旋压上承座，303、旋压下模，304、旋压顶出器，305、旋压升降杆，306、旋压连盘，307、旋压上压模，308、垫环，4、旋压盘，5、原坯件，501、轮辋毛坯，502、轮辋冲孔，503、凸起部，504、加厚部，505、第一轮缘，506、第二轮缘，507、凹陷部，6、冲孔片，7、正向轮辋，8、反向轮辋，9、正向轮辋轮辐座，10、反向轮辋轮辐座，11、轮辐。
具体实施方式
为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
如图1所示，一种正反轮辋毛坯，包括圆筒状的轮辋毛坯501，所述轮辋毛坯501的两端分别设有第一轮缘505和第二轮缘506，用于安装定位轮胎；所述轮辋毛坯501靠近所述第一轮缘505的一端外侧设有向内凹的凹陷部507，用于轮胎防爆；所述凹陷部507的相对内侧设有凸起部503，用于加工正向轮辋轮辐座；所述凸起部503靠近所述第二轮缘506的一侧设有加厚部504，用于加工反向轮辋轮辐座。
本正反轮辋毛坯对于正向轮辋和反向轮辋的加工共同适用，一个毛坯可用于加工正反两种轮辋，如图13和14所示；通用性强，无需开发设计两套模具，仅需一套模具即可实现加工生产，设计开发成本和加工成本大大降低，轮辋毛坯生产工艺简单，成型结构强度高，力学性能好。
所述第一轮缘505、第二轮缘506、凹陷部507和加厚部504(即轮辋毛坯501整体)为一体旋压加工成型，且优选为6061铝合金材质。旋压成型工艺，轮辋毛坯结构强度高，力学性能好。
所述凸起部503与加厚部504连接位置呈平滑弧面，所述加厚部504内径向靠近所述第二轮缘506方向逐渐增大。加工生产时，便于旋压下模303的退模，使旋压后的原坯件5与旋压下模303顺利分离，工艺性好，保证整体的结构强度。
所述凸起部503与第一轮缘505连接位置呈平滑过渡，且其内径向靠近所述第一轮缘505方向逐渐增大。加工生产时，便于旋压上压模307的退模，使旋压后的原坯件5与旋压上压模307顺利分离，工艺性好，保证整体的结构强度。
一种正反轮辋毛坯加工模具，包括：
锻压模具，所述锻压模具包括锻压下模板101和锻压上模板102；所述锻压上模板102下侧设有锻压上压模107；所述锻压下模板101上侧设有锻压下模套103和中部的锻压下模芯104，所述锻压下模芯104上部设有锻压顶出模105，所述锻压下模芯104中部滑动贯穿有与所述锻压顶出模105连接的锻压升降杆106；锻压下模板101和锻压上模板102安装在锻压机上，通过锻压机带动锻压上压模107下压，对棒型的原坯件5进行锻压，通过锻压下模芯104、锻压下模套103和锻压上压模107间的型腔锻压成型；并通过锻压升降杆106带动锻压顶出模105顶出，实现锻压后的原坯件5与锻压下模套103、锻压下模芯104顺利脱模。如图2-4所示。
冲孔模具，所述冲孔模具包括冲孔下模板201和冲孔上模板202；所述冲孔下模板201上设有环型的冲孔支撑块203，所述冲孔支撑块203上设有冲孔下模204；所述冲孔上模板202下侧设有冲孔上压模210，所述冲孔上压模210中部滑动设有冲头212；冲孔下模板201和冲孔上模板202安装在冲压机上，通过冲压机带动冲孔上压模210下压原坯件5，并通过冲头212对原坯件5中部进行冲孔作业，冲击掉落的冲孔片6沿冲孔支撑块203中部通道掉落，便于对冲孔片6的集中回收。如图5-8所示。
旋压模具，所述旋压模具包括旋压盘4、旋压下承座301和旋压上承座302；所述旋压下承座301上设有旋压下模303；所述旋压上承座302下侧设有旋压上压模307；所述旋压上压模307和旋压下模303对原坯件5卡合，所述旋压盘4对原坯件5旋压成型。旋压下承座301和旋压上承座302安装在旋压机的旋转座上，保证能沿其轴心线旋转；旋压下模303与旋压上压模307对原坯件5压合限位，外侧的旋压盘4旋转对原坯件5外侧进行旋压成型。如图9-12所示。
所述锻压下模套103和锻压上压模107的外边沿分别设有相互卡合的插合部和槽口。保证锻压模具的上下模扣合准确、精密，保证锻压的精度。
所述冲孔上模板202下侧设有冲孔导柱206，所述冲孔下模板201上设有导向所述冲孔导柱206的冲孔导套205。保证冲孔模具的上下模扣合准确、精密，并能对扣合极限位置限位，保证冲孔的精度。
所述冲头212通过冲头连接座209与所述冲孔上模板202固定连接；所述冲孔上模板202下侧设有冲孔上垫板207，所述冲孔上压模210可滑动安装于所述冲孔上垫板207内，并通过打料盘连杆213连接有打料盘211，所述冲头连接座209对所述打料盘211下部限位。在冲孔上模板202下压时，首先通过冲孔上压模210下压原坯件5，对原坯件5下压限位；冲孔上模板202继续下移，冲孔上压模210在冲孔上垫板207内向上滑动，即冲头212相对于冲孔上压模210向下伸出，从而使冲头212对原坯件5中部进行冲孔作业；在冲孔上模板202向上回缩中冲孔上压模210在打料盘211和打料盘连杆213的作用下(可通过安装弹簧，通过弹簧弹力弹出)，向下伸出；冲头212相对于冲孔上压模210向上缩回，便于冲头212与原坯件5冲孔形成的轮辋冲孔502顺利脱出；所述冲孔上压模210向下伸出通过冲头连接座209进行限位，保证整体运行的可靠性。
所述冲孔上压模210下侧设有下压部，所述冲孔上垫板207下侧设有与所述下压部匹配的扩孔块208。下压部呈向外折弯结构，与扩孔块208配合对原坯件5的上部内侧进行扩口，便于脱模，并为后续的旋压工艺做准备；扩孔块208亦可对下压部的上极限位置限位。
所述旋压下模303上侧设有旋压顶出器304，所述旋压下模303中部滑动贯穿有与所述旋压顶出器304连接的旋压升降杆305；所述旋压上压模307通过旋压连盘306与所述旋压上承座302连接。通过旋压升降杆305对旋压顶出器304顶出，可实现对旋压后的原坯件5进行顶起，与旋压下模303脱模，工艺性更好。
所述旋压顶出器304上侧中部设有凸台，所述旋压上压模307下侧设有与所述凸台契合的卡口。旋压上压模307与旋压顶出器304压合准确、精密，保证旋压的精确性。
所述旋压上压模307、旋压顶出器304和旋压下模303外侧面形成旋压腔，所述旋压下模303外侧下部可拆卸安装有垫环308。通过更换不同的垫环308可实现对不同型号轮辋毛坯的加工，适用范围广，通用性强，降低对不同轮辋毛坯的加工成本。
一种正反轮辋毛坯的加工工艺，包括以下步骤：
S1：加热；加热炉对6061铝合金材质的棒型原坯件5加热温度至450-550℃，优选为480-550℃；预加热锻压模具，对锻压模具预加热温度为200-420℃，优选为250-420℃；对锻压模具型腔喷涂脱模剂。
S2：锻压；机械手抓取加热后的原坯件5，并放置于锻压模具内；锻压模具对原坯件5锻压成型；具体地，锻压下模板101和锻压上模板102安装在锻压机上，通过锻压机带动锻压上压模107下压，对棒型的原坯件5进行锻压，通过锻压下模芯104、锻压下模套103和锻压上压模107间的锻压型腔成型；并通过锻压升降杆106带动锻压顶出模105顶出，实现锻压后的原坯件5与锻压下模套103、锻压下模芯104顺利脱模。
S3：冲孔；机械手抓取锻压后的原坯件5，并放置于冲孔模具内；冲孔模具对原坯件5冲孔和扩口；具体地，冲孔下模板201和冲孔上模板202安装在冲压机上，通过冲压机带动冲孔上压模210下压原坯件5，对原坯件5下压限位；冲孔上模板202继续下移，冲孔上压模210在冲孔上垫板207内向上滑动，即冲头212相对于冲孔上压模210向下伸出，从而对原坯件5中部进行冲孔作业；冲击掉落的冲孔片6沿冲孔支撑块203中部通道掉落，便于对冲孔片6的集中回收；在冲孔上模板202向上回缩中冲孔上压模210在打料盘211和打料盘连杆213的作用下，向下伸出；冲头212相对于冲孔上压模210向上缩回，便于冲头212与原坯件5冲孔形成的轮辋冲孔502顺利脱离；同时下压部与扩孔块208配合对原坯件5的上部内侧进行扩口。
S4：旋压；机械手抓取冲孔后的原坯件5，并放置于旋压模具内；旋压模具对原坯件5旋压成型。具体地，旋压下承座301和旋压上承座302安装在旋压机的旋转座上，保证沿其轴心线旋转，旋压下模303与旋压上压模307对原坯件5压合限位，外侧的旋压盘4旋转对原坯件5外侧进行旋压成型；并通过旋压升降杆305对旋压顶出器304顶出，可实现对旋压后的原坯件5与旋压下模303顺利脱模。
S5：热处理；对旋压成型后的原坯件5进行T6热处理，加工为轮辋毛坯501。如图1所示。
S6：加工轮辐座；机加工凸起部503，加工成型为盘式的正向轮辋轮辐座9，并加工轮辐安装孔，加工为正向轮辋7，如图13所示；机加工加厚部504内侧，加工成型为盘式的反向轮辋轮辐座10，并加工轮辐安装孔，加工为反向轮辋8，如图14所示。
在正向轮辋7的正向轮辋轮辐座9上安装轮辐11，组装成正向轮毂，如图15所示；在反向轮辋8的反向轮辋轮辐座10上安装轮辐11，组装成反向轮毂，如图16所示。
本正反轮辋毛坯对于正向轮辋和反向轮辋的加工共同适用，一个毛坯可用于加工正反两种轮辋，通用性强，无需开发两套模具，仅需一套模具即可实现加工生产，设计开发成本和加工成本大大降低，轮辋毛坯生产工艺简单，成型结构强度高。
本正反轮辋毛坯加工模具，结构简单，实用性好，通过一套模具即可实现对正反轮辋毛坯的加工，而正反轮辋毛坯对于正向轮辋和反向轮辋的加工共同适用，开发成本低。
本正反轮辋毛坯的加工工艺，工艺简单，生产效益高，其加工的正反轮辋毛坯结构强度高，力学性能好，并对于正向轮辋和反向轮辋的加工共同适用。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同、相似部分互相参见即可。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“上”、“下”、“外侧”“内侧”等如果存在是用于区别位置上的相对关系，而不必给予定性。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种正反轮辋毛坯，其特征在于，包括圆筒状的轮辋毛坯(501)，所述轮辋毛坯(501)的两端分别设有第一轮缘(505)和第二轮缘(506)；所述轮辋毛坯(501)靠近所述第一轮缘(505)的一端外侧设有向内凹的凹陷部(507)；所述凹陷部(507)的相对内侧设有凸起部(503)，用于加工正向轮辋轮辐座；所述凸起部(503)靠近所述第二轮缘(506)的一侧设有加厚部(504)，用于加工反向轮辋轮辐座。
2.根据权利要求1所述的正反轮辋毛坯，其特征在于，所述第一轮缘(505)、第二轮缘(506)、凹陷部(507)和加厚部(504)为一体旋压加工成型，且为铝合金材质。
3.根据权利要求2所述的正反轮辋毛坯，其特征在于，所述凸起部(503)与加厚部(504)连接位置呈平滑弧面。
4.根据权利要求3所述的正反轮辋毛坯，其特征在于，所述加厚部(504)内径向靠近所述第二轮缘(506)方向逐渐增大。
5.根据权利要求2所述的正反轮辋毛坯，其特征在于，所述凸起部(503)与第一轮缘(505)连接位置呈平滑过渡，且其内径向靠近所述第一轮缘(505)方向逐渐增大。
6.一种正反轮辋毛坯的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：加热；加热炉对原坯件(5)加热温度至450-550℃；
步骤S2：锻压；机械手抓取加热后的原坯件(5)，并放置于锻压模具内；锻压模具对原坯件(5)锻压成型；
步骤S3：冲孔；机械手抓取锻压后的原坯件(5)，并放置于冲孔模具内；冲孔模具对原坯件(5)冲孔和扩口；
步骤S4：旋压；机械手抓取冲孔后的原坯件(5)，并放置于旋压模具内；旋压模具对原坯件(5)旋压成型。
7.根据权利要求6所述的正反轮辋毛坯的加工工艺，其特征在于，所述步骤S1还包括：预加热锻压模具；对锻压模具预加热温度为200-420℃。
8.根据权利要求6所述的正反轮辋毛坯的加工工艺，其特征在于，还包括步骤S5：热处理；对旋压成型后的原坯件(5)进行热处理，加工为轮辋毛坯(501)。
9.根据权利要求6所述的正反轮辋毛坯的加工工艺，其特征在于，所述步骤S1与步骤S2之间还包括：对锻压模具型腔喷涂脱模剂工艺。
10.根据权利要求8所述的正反轮辋毛坯的加工工艺，其特征在于，还包括步骤S6：加工轮辐座；机加工凸起部(503)，成型为盘式的正向轮辋轮辐座(9)，并加工轮辐安装孔，加工为正向轮辋(7)；机加工加厚部(504)内侧，成型为盘式的反向轮辋轮辐座(10)，并加工轮辐安装孔，加工为反向轮辋(8)。
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