CN101162036B - 一种钢制汽车车轮平衡块的制造工艺 - Google Patents
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Abstract
一种钢制汽车车轮平衡块及其制造工艺。其钢制汽车车轮平衡块包括平衡配重块和连接于其上的弹簧挂件，在平衡配重块上设有至少一个凸起处，弹簧挂件通过该凸起处与平衡配重块铆接连接。其制造工艺包括下料、料段表面清理并预热、涂覆润滑剂、冷锻成形、切飞边、表面窜光处理、平衡块上表面压制重量标志、与弹簧挂件铆接固定、外观涂装。在下料与预热步骤之间，对于35g以上的平衡配重块增加一料段弯曲步骤，该料段弯曲步骤是将下料的料段按平衡配重块的曲率半径进行弯曲成形。本发明的平衡块与用锌或铅等有色金属压铸成型的汽车车轮平衡块相比，具有原材料成本低，对人体和环境无危害等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车车轮及其附件领域，具体地说是一种钢制汽车车轮平衡块及其制造技术。
背景技术
汽车车轮在制造过程中，由于加工工艺、材质等因素，使轴和轮毂之间不可能保证绝对的同心，存在一定的偏心距。当汽车保持每小时70～80公里的速度时，会使汽车产生剧烈的颠簸，影响汽车的性能和安全性。因此车轮在安装前必须进行动平衡校验，根据动平衡的校验结果，每只车轮上均需安装一至数块不同重量的平衡块。
当前，汽车车轮平衡块基本上采用有色金属压铸成型，如用锌或铅的合金等。压铸成型前将弹簧挂件嵌入模具型腔内，压铸后即被成型的金属包裹住，可以直接通过平衡块上的弹簧挂件卡在汽车车轮的轮毂上。有色金属压铸成型的汽车车轮平衡块具有成型性能好，成型工艺较简单等特点。但是，采用锌或铅等合金制造的汽车车轮平衡块的原材料成本较高，特别是汽车报废后，车轮上的平衡块就成了废弃物。被废弃的平衡块经日晒雨淋后，就会溶出超标准的铅，对人体和环境有一定的危害。
JP特开平11-201235A公开了一种汽车车轮平衡块及其制造方法，其平衡块采用冷锻成形，属于一种冷挤压工艺，因其冷挤压工艺的特性所决定，不可能在上下面的边缘都成形圆角或倒角，且冷挤压镦挤后会朝平衡块配重块的一端形成轴向毛刺，后道工序也难以去处。涂装后锐角处的油漆容易剥落。
发明内容
本发明的目的一方面是在背景技术基础上，通过调整其结构、材料及生产工艺，提供一种原材料成本低且安全可靠的钢制汽车车轮平衡块。
本发明的另一方面在于提供一种上述汽车车轮平衡块的制造工艺。
作为本发明目的第一方面的一种汽车车轮平衡块，包括平衡配重块和连接于其上的弹簧挂件，在平衡配重块上设有至少一个凸起处，弹簧挂件通过该凸起处与平衡配重块铆接连接，其中平衡配重块和凸起采用开式冷模锻成形工艺直接成形。
所述的凸起处具体的说指铆钉。铆钉的数量最优选的是两个。铆钉的挤出长度可通过模具结构或成形力大小进行调整。
所述的平衡配重块和凸起处是成一体化的，两者所采用的材料为矩形截面钢料段直接冷锻成形的。经冷锻成形后的平衡配重块外形边缘处均为圆角或倒角光滑连接，这样可以防止平衡配重块涂装后外形边缘的锐角处油漆在车轮高速旋转中因沙石碰撞而剥落。
与所述凸起处相对应的另一端为平面，无任何半孔(盲孔)，为冷锻时凸模的下端面自然形成。
作为本发明第二方面的钢制汽车车轮平衡块的制造工艺，包括以下工艺步骤：
1、下料；
2、料段表面清理并预热；
3、涂覆润滑剂；
4、开式冷模锻成形；
5、切飞边；
6、表面窜光处理；
7、平衡块上表面压制重量标志；
8、与弹簧挂件铆接固定；
9、外观涂装。
在本发明上述工艺步骤中，在步骤1与步骤2之间，对于35g以上的平衡配重块增加一料段弯曲步骤，该料段弯曲步骤是将下料的料段按平衡配重块的曲率半径进行弯曲成形。
本发明所述的平衡配重块是以普通钢材为原料，经冷开式模锻成形，然后将弹簧挂件与平衡配重块上挤出的铆钉铆接固定。安装时通过平衡配重块上的弹簧挂件卡在汽车车轮的轮毂上即可。其安装尺寸与现有有色金属压铸成型的汽车平衡块完全相同。钢制平衡配重块具有原材料成本低，对人体和环境无危害等特点，但是钢制平衡配重块的成形工艺较复杂，其弹簧挂件的 联接不能采用镶嵌联接。而采用平衡配重块成形时凸起的铆钉与弹簧挂件铆接则是一种经济、可靠的联接方法。
本发明的特征就是在钢制平衡配重块冷锻成形的同时挤出两个铆钉，而不是成形后靠冲半孔(盲孔)的方法挤出铆钉，并且平衡配重块的外形轮廓由冷锻直接成形，而且平衡配重块得边缘均有圆角或倒角，与有色金属压铸成形的平衡块一样，外形呈圆滑过渡。同时，可比冲压工艺节约原材料5——10％。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
图1是本发明钢制汽车车轮平衡块的结构示意图。
图2是本发明钢制汽车车轮平衡块装配示意图。
图3a是本发明钢制汽车车轮平衡块制造工艺中下料步骤的料段结构示意图。
图3b是本发明钢制汽车车轮平衡块制造工艺中料段弯曲步骤的弯曲料段的结构示意图。
图3c是本发明钢制汽车车轮平衡块制造工艺中冷锻成形步骤后的平衡配重块的结构示意图。
图3d是本发明钢制汽车车轮平衡块制造工艺中切飞边步骤的状态示意图。
图3e是本发明钢制汽车车轮平衡块制造工艺中平衡配重块与弹簧挂件铆接时的状态示意图。
图3e是本发明钢制汽车车轮平衡块制造工艺中平衡配重块与弹簧挂件装配示意图。
图中，1为弹簧挂件，2为平衡块配重块，3为铆钉。
具体实施方式
以下结合具体实例对本发明作进一步具体描述，但不局限于此。
如图1和图2所示的一种汽车车轮平衡块，包括平衡配重块2，在平衡配重块2的上表面挤出有两个凸起处，两个凸起处为铆钉3，弹簧挂件1通过两个铆钉3与平衡配重块2铆接起来。铆钉3的挤出长度可通过模具结构或成形力的大小进行调整。
平衡配重块2和铆钉3是成一体化的，两者所采用的材料为矩形截面钢料段直接冷锻成形的。经冷锻成形后的平衡配重块外形边缘处均为圆角或倒角光滑连接，这样可以防止平衡配重块涂装后外形边缘的锐角处油漆在车轮高速旋转中因沙石碰撞而剥落。
与铆钉3相对应的另一端为平面，无任何半孔(盲孔)，为冷锻时凸模的下端面自然形成。
上述平衡配重块2的制造工艺是：
1、下料：根据指定的钢质汽车车轮平衡块，计算其坯料重量、坯料尺寸，选定相应尺寸矩形截面的钢原材料。在装有剪切模的曲柄压力机上进行剪切下料成图3a的形状。
2、料段弯曲：将剪切下料的料段按钢制汽车车轮平衡块的曲率半径进行弯曲或不弯曲，对于曲率半径较大，如35g及以上重量的钢制平衡块，可以直接采用直料段，而无需弯曲制坯。弯曲时在弯曲模内弯曲成形，以便顺利地放入凹模内，弯曲后成图3b的形状。
3、料段表面清理并预热，将弯曲后地坯料或不需要弯曲的坯料经过清理后，装入料筒。然后进入台车式烘箱内进行预热，热透至200℃出烘箱。
对于曲率半径较大，如35g及以下重量的钢制平衡块，可以直接采用直料段进行表面清理、预热。
4、涂覆润滑剂：将预热后的坯料侵入按1∶1稀释的水剂石墨润滑剂中，搅匀，然后将涂覆润滑剂后的坯料吊起，沥干残液，在干燥的木板上摊开晾干，以备冷锻成形用。
5、冷锻成形：将涂覆润滑剂晾干后的坯料放入冷锻凹模的型腔内通过液压机进行开式冷漠锻成形。使钢制汽车车轮平衡配重块的外形轮廓、边缘倒角和两个圆形铆钉同时冷锻成形成图3c所示形状。在平衡配重块的分模面处留有飞边。
6、切飞边：将冷锻成形后的平衡配重块放在装有冲孔模上切除飞边。如图3d所示。
7、表面窜光处理：采用喷丸或滚筒等窜光机器，窜光平衡配重块，以去除毛刺表面的润滑剂等。
8、平衡块上表面压制重量标志：将窜光后的平衡块放在压印模上压出零件的重量等规格标志。
9、与弹簧挂件铆接固定：安装图3e和图3f方式，将钢质汽车车轮平衡配重块2的铆钉3嵌入弹簧挂件的孔内，在压力机上铆接固定。
10、外观涂装：将装配完成后的平衡块进行镀膜、油漆等放锈处理。
上述具体制造工艺具有如下优点：
1、与用锌或铅等有色金属压铸成型的汽车车轮平衡块相比，具有原材料成本低，对人体和环境无危害等优点。
2、与现有的采用冲压工艺成形的钢制汽车车轮平衡块相比，成形模具可以减少二至三副，具有成形工序少，成形质量稳定等特点。
3、与现有的采用冲压工艺成形的钢制汽车车轮平衡块相比，平衡配重块上的铆钉是镦挤时同时挤出，而冲压工艺成形的平衡配重块上的铆钉是在冲压成形后，专门进行冲半孔(盲孔)使铆钉挤出。由于半孔深度大于铆钉的直径，冲半孔凸模的寿命非常有限。
4、本发明采用的冷开式模锻成形工艺，在成形时可以在平衡配重块上平面和下平面的边缘处同时成形光滑连接的圆角或倒角。平衡配重块边缘的圆角或倒角，可以使零件外形圆滑过渡，涂装后能有效防止涂层在车轮高速旋转中与沙石碰撞而剥落。能达到有色金属压铸成形平衡块同样的外观效果。
而采用冷挤压镦挤成形工艺成形钢制平衡块配重块，因其冷挤压工艺的特性所决定，不可能在上下面的边缘都成形圆角或倒角，且冷挤压镦挤后会朝平衡块配重块的一端形成轴向毛刺，后道工序也难以去处。涂装后锐角处的油漆容易剥落。
5、由于挤压时，平衡块配重块的坯料处于强烈的三向压应力状态，故使得零件的强度、塑性等有了明显的提高。经检测：镦挤成形的平衡块配重块抗拉强度比冲压成形的平衡块配重块高三倍，铆接强度高一倍。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种钢制汽车车轮平衡块的制造工艺，其特征在于包括以下工艺步骤：(1)下料，(2)料段表面清理并预热，(3)涂覆润滑剂，(4)开式冷模锻直接成形平衡配重块(2)和凸起，所述凸起处为铆钉，与铆钉相对应的另一端为平面，无任何半孔，为冷锻时凸模的下端面自然形成，经冷锻成形后的平衡配重块(2)外形边缘处均为圆角或倒角光滑连接；(5)切飞边，(6)表面窜光处理，(7)平衡块上表面压制重量标志，(8)与弹簧挂件铆接固定，(9)外观涂装。
2.如权利要求1所述的一种钢制汽车车轮平衡块的制造工艺，其特征在于，在步骤(1)与步骤(2)之间，对于35g以上的平衡配重块增加一料段弯曲步骤，该料段弯曲步骤是将下料的料段按平衡配重块的曲率半径进行弯曲成形。
3.如权利要求1或2所述的一种钢制汽车车轮平衡块的制造工艺，其特征在于，所述的润滑剂为水剂石墨润滑剂。
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