CN101797611B

CN101797611B - 轮辐的成型方法及设备

Info

Publication number: CN101797611B
Application number: CN2010101246462A
Authority: CN
Inventors: 买联合; 耿广敏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2010-03-16
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2030-03-16
Also published as: CN101797611A

Abstract

本发明公开了轮辐的成型方法及设备，其方法是将圆筒形坯料安装在旋压设备的模芯上，用下夹紧装置将圆筒形坯料底端附近的周壁部分与模芯夹紧，用旋压设备的旋压装置将圆筒形坯料顶端附近的周壁向内旋压成型为带有中心孔的平面环形结构的轮辐顶壁；解除下夹紧装置对圆筒形坯料的夹紧，用该旋压设备上的上压紧装置将所述的环形平面顶壁与模芯夹紧，用旋压设备的旋压装置将圆筒形坯料的顶壁以下至底端的周壁部分旋压成型为形状及厚度符合要求的轮辐周壁，本发明的成型方法采用筒形坯料在旋压设备上依次完成轮辐顶壁、周壁的旋压加工，与现有技术相比，既节省了材料又大幅度提高了生产效率。

Description

轮辐的成型方法及设备

技术领域

本发明涉及汽车车轮用轮辐的制造技术领域。

背景技术

现有的钢制轮辐制造工艺使用钢板为原料，其工序主要包括：钢板落料成圆片——冲中心孔、螺栓孔——上旋压机旋压成型轮廓——扩螺栓孔（多头钻扩铰）——去毛刺（车端面）等。由于钢板落料成钢圆片和冲孔成会造成大量废料，使现有制造工艺的材料利用率较低，制造成本较高。

另外在公开号 CN 101269456A的中国发明专利申请公布说明书中公开了一种钢制轮辐制造工艺，该工艺的工序包括：先将圆筒形坯料在滚形机上滚形为杯形制品，再将杯形制品从中间锯开成两个相同的碗形制品，然后用旋压机将碗形制品的底部旋压成环形的平面，再用压力机将碗形制品底部冲出中心孔，最后再用旋压机将碗形制品的周壁至口沿处轮廓的过渡曲线段和直线段旋压成型，完成轮辐的轮廓线成型，其后再进行加工螺栓、加工风孔、车端面等传统工序。上述制造工艺中的轮辐轮廓成型过程需要5道工序，并依次使用滚形机、电锯、旋压机、压力机、旋压机而需更换5个加工位置，虽然采用筒形坯料提高了材料的利用率，但是加工过程过于繁琐、劳动强度大，生产效率较低。

另外，现有的用于钢制轮辐成型的旋压机，都是针对带有中心孔的钢圆片坯料进行设计的，如授权公告号CN 201283385Y的中国实用新型专利说明书中公开的一种立式数控强力旋压机，不适合圆筒形坯料的加工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种过程简单、易操作的轮辐轮廓的成型方法，同时提供实施该方法的旋压设备；本发明的目的还在于提供一种采用上述轮辐轮廓成型方法的轮辐制造方法。

本发明的一种轮辐轮廓成型方法的技术方案包括以下步骤：

将圆筒形坯料安装在旋压设备的模芯上，用下夹紧装置将圆筒形坯料底端附近的周壁部分与模芯夹紧，用旋压设备的旋压装置将圆筒形坯料顶端附近的周壁向内旋压成型为带有中心孔的平面环形结构的轮辐顶壁；

解除下夹紧装置对圆筒形坯料的夹紧，用该旋压设备上的夹紧装置将所述的环形平面顶壁与模芯夹紧，用旋压设备的旋压装置将圆筒形坯料的顶壁以下至底端的周壁部分旋压成型为形状及厚度符合要求的轮辐周壁。

本发明的另一种轮辐轮廓成型方法的技术方案包括以下步骤：

将圆筒形坯料安装在第一台旋压设备的模芯上，用下夹紧装置将圆筒形坯料底端附近的周壁部分与模芯夹紧，用第一台旋压设备的旋压装置将圆筒形坯料顶端附近的周壁向内旋压成型为带有中心孔的平面环形结构的轮辐顶壁；

解除下夹紧装置对圆筒形坯料的夹紧，将已成型轮辐顶壁的圆筒形坯料安装在第二台旋压设备的模芯上；

用第二台旋压设备的上压紧装置将所述的环形平面顶壁与模芯夹紧，用第二台旋压设备的旋压装置将圆筒形坯料的顶壁以下至底端的周壁部分旋压成型为形状及厚度符合要求的轮辐周壁。

本发明的一种轮辐制造方法的技术方案包括以下步骤：

解除下夹紧装置对圆筒形坯料的夹紧，用该旋压设备上的上压紧装置将所述的环形平面顶壁与模芯夹紧，用旋压设备的旋压装置将圆筒形坯料的顶壁以下至底端的周壁部分旋压成型为形状及厚度符合要求的轮辐周壁；

冲中心孔、螺栓孔；

冲风孔；

扩铰螺栓孔；

去毛刺。

本发明的另一种轮辐制造方法的技术方案包括以下步骤：

用第二台旋压设备的上压紧装置将所述的环形平面顶壁与模芯夹紧，用第二台旋压设备的旋压装置将圆筒形坯料的顶壁以下至底端的周壁部分旋压成型为形状及厚度符合要求的轮辐周壁；

冲中心孔、螺栓孔；

冲风孔；

扩铰螺栓孔；

去毛刺。

本发明的用于轮辐成型的旋压设备的技术方案是：一种旋压设备，包括机架及主轴，主轴周围设有多个旋压装置，主轴一端设有用于动力输入的传动部分，另一端设有用于安装工件的连接部分，所述主轴的连接部分设有与工件下端配合的用于装夹工件的下夹紧装置，下夹紧装置包括连接于主轴上的夹具体、与夹具体外侧面离合配合的多个锁紧块以及驱动所述锁紧块相对于夹具体的对应侧面分离或靠近运动的锁紧块驱动机构。

所述的锁紧块驱动机构包括与各锁紧块分别连接的径向滑动装配于夹具体内的对应径向通道中的导杆、设于主轴下端的液压缸、与液压缸的活塞杆传动连接的轴向伸缩插配于主轴中的传动杆、转动装配于传动杆顶部的滑块，所述滑块的外周轴向滑动装配于夹具体顶部的轴向通道内，滑块与导杆之间通过传动机构传动配合。

所述传动机构为中部铰接于夹具体上的拐臂，拐臂的两端分别以凸轮外缘与滑块、导杆上对应设置的凹槽互补传动配合。

所述传动机构为铰接于导杆和滑块之间的连杆，所述锁紧块与导杆铰接。

所述夹具体为可拆固定装配于或一体设置于主轴的顶端的圆盘体。

所述夹具体为装配于主轴的顶端的模芯的底部部分。

本发明的第一种轮辐轮廓成型方法，直接采用筒形坯料在一台旋压设备上通过两次装夹即可完成轮辐顶壁、周壁的旋压加工，由于工作地点、工具和操作者都没有变化，因此在实际生产中的制造工艺编排上仅为一道工序，与现有技术相比，既节省了材料又大幅度提高了生产效率。

本发明的另一种轮辐轮廓成型方法，直接采用筒形坯料在两台旋压设备上依次完成轮辐顶壁、周壁的旋压加工，两道工序加工方式相近，工序编排合理，可大幅度提高生产效率。

本发明的用于轮辐成型的旋压设备，在主轴的连接部分设有与工件下端配合的用于装夹工件的下夹紧装置，与现有技术中的旋压设备只能采用上压紧装置下压装夹工件的功能相比，本发明的下夹紧装置的锁紧块可实现对圆筒形坯料下端的装夹，从而可以方便快捷的实施本发明中所述的采用圆筒形坯料的轮辐轮廓成型方法。

附图说明

图1a、图1b是本发明的轮辐轮廓成型方法实施例1的过程示意图；

图2是本发明的轮辐制造方法的过程示意图；

图3是本发明旋压设备实施例1的结构示意图；

图4是图3中的锁紧块驱动机构的局部放大图；

图5是图4中的锁紧块打开状态的示意图；

图6是本发明旋压设备实施例2的结构示意图。

具体实施方式

如图1a、图1b所示，本发明的轮辐轮廓的成型方法的实施例1，采用钢管为圆筒形坯料，在一台旋压设备上完成，包括以下步骤：

如图1a所示，以圆筒形坯料10的内孔为定位基准，将圆筒形坯料10定位安装在旋压设备的模芯1上，用下夹紧装置2将圆筒形坯料底端附近的周壁部分与模芯1夹紧，用旋压设备的旋压装置3将圆筒形坯料10顶端附近的周壁向内旋压成型为形状及厚度符合要求的带有中心孔的平面环形结构的轮辐顶壁5。

如图1b所示，解除下夹紧装置2对圆筒形坯料10的夹紧，从而让开了圆筒形坯料10底端附近的周壁的待加工表面，用上压紧装置4将所述的环形平面顶壁5与模芯1夹紧，用旋压设备的旋压装置3将圆筒形坯料10的顶壁以下至底端的周壁部分旋压成型为形状及厚度符合要求的轮辐周壁。

实施例1采用一台旋压设备完成所有的旋压工作，由于旋压装置在两次旋压中的进给量和方向不同，需要在每次旋压后进行旋压装置的调整，现有的数控技术可人工操作或自动完成该动作，从生产效率考虑，实施例1的方法适合于自动化程度较高的旋压设备或单件小批量生产。

轮辐轮廓成型方法的实施例2，采用钢板为原料，与实施例1的不同之处在于，在实施例1的图1a所示的步骤开始之前增加圆筒形坯料的制造步骤，即：用条状钢板经卷圆、焊接成圆筒形坯料。

轮辐轮廓的成型方法的实施例3，使用第一、第二两台旋压设备分别完成两次旋压工作，在两次旋压工作之间增加更换工件的步骤：将工件从第一台旋压设备的模芯上取下后放置在第二台旋压设备的模芯上，用第二台旋压设备的上压紧装置压紧已成型的轮辐顶壁。这样两台旋压机的旋压装置可分别完成不同进给量和方向的旋压动作，旋压装置可预先调整好，在加工中不需要调整而只需要装卸工件，实施例3的方法适合于在普通自动化程度的旋压设备上的大批量生产。

上述轮辐轮廓成型方法实施例中的上、下夹紧装置既可以是旋压设备自身所带的夹具，也可以是独立于旋压设备之外、另外配套设置的外设夹紧装置，如立车丝杠锁紧块，把模具和丝杠锁紧块固定在法兰盘上，手动调整丝杠锁紧。

本发明的轮辐制造方法的实施例1，如图2所示，采用上述轮辐轮廓成型方法的实施例2作为其轮辐轮廓成型过程，在轮辐轮廓成型过程完成后，进行冲中心孔、螺栓孔——冲风孔——多头钻（扩铰螺栓孔）——去毛刺的加工，完成轮辐的制造。

本发明的轮辐制造方法也可以采用上述轮辐轮廓成型方法的实施例1、3作为其轮辐轮廓成型过程，之后的加工过程与轮辐制造方法实施例1的方法相同。

如图3、图4、图5所示，本发明的旋压设备的实施例1，包括机架20及主轴21，主轴21周围设有多个旋压装置22，主轴21下端设有传动部分，该传动部分包括主轴上固定的齿轮40，该齿轮40通过齿轮传动机构与皮带轮41传动配合，皮带轮41可通过皮带与主轴驱动电机（未显示）传动连接。另一端设有用于安装工件的连接部分，所述连接部分包括主轴21上端固定的法兰盘结构的主轴安装座22。机架20上于主轴安装座22上方对应设有可伸缩的用于压紧工件上端的上压紧装置23。以上结构与现有的立式旋压机的结构基本相同，本发明的创新之处在于：所述连接部分的主轴安装座22上装配有与工件下端配合的用于装夹工件的下夹紧装置，下夹紧装置包括与主轴可拆固连的圆盘形的夹具体24、与夹具体24外侧面离合配合的多个锁紧块25以及驱动所述锁紧块25相对于夹具体的对应侧面分离或靠近运动的锁紧块驱动机构。夹具体24顶部固定有模芯31。

所述的锁紧块驱动机构包括与各锁紧块25分别连接的径向活动装配于夹具体24内的对应径向通道中的导杆29、设于主轴21下端的液压缸26、与液压缸26的活塞杆传动连接的轴向伸缩插配于主轴21中的传动杆27、转动装配于传动杆27顶部的滑块28、传动装配于所述滑块28和导杆29之间的拐臂30。所述滑块28通过轴承装配于主轴21上，滑块28的外周轴向滑动装配于夹具体24顶部的轴向通道内。所述拐臂30的中部铰接于夹具体24上，拐臂30的两端分别以凸轮外缘与滑块28、导杆29上对应设置的凹槽互补传动配合。所述夹具体24的顶端固定装配有模芯31。所述主轴21顶端固定有轴向伸缩装配于模芯31中的顶出盘32。

本发明的旋压设备在使用时，以采用轮辐轮廓的成型方法的实施例3为例，将圆筒形坯料10的下部套装在模芯31及夹具体24上，控制液压缸26的活塞杆下拉带动滑块28，滑块28通过拐臂30、导杆29带动各锁紧块25向中心收拢而夹紧圆筒形坯料10，然后旋压装置22由外向内旋压圆筒形坯料10的顶端使轮辐顶壁成型。轮辐顶壁成型后，控制液压缸26的活塞杆顶起滑块28上移，滑块28通过拐臂30、导杆29带动各锁紧块25向外侧移动，使锁紧块25与圆筒形坯料10分离，同时顶出盘32将工件顶出，便于将工件取下以装入下一台旋压机进行周壁旋压成型。

如果采用在一台旋压设备上完成轮辐顶壁、周壁的两次旋压工作的轮廓成型方法，如前述的轮辐轮廓的成型方法的实施例1、实施例2时，图5所示示锁紧块25需要向外移动更多的距离以让开进给空间，当然也可以将锁紧块25与导杆29通过铰接连接而使锁紧块25可以自然下垂让开进给空间，由于锁紧块25脱开后不需要取下工件，因此也可省去旋压设备实施例1中的顶出盘32。

上述旋压设备实施例1中的下夹紧装置与模芯为分体设置，夹具体的一部分实际上起到了模芯的作用，这样设置是为了便于下夹紧装置的制造、装配，当然也可以将夹具体与模芯或主轴安装座设置为一体，而将下夹紧装置的其他部分直接设置于模芯或主轴安装座中，并且锁紧块驱动机构也可以采用其它形式的机械传动形式，如齿轮齿条传动，连杆机构传动。

如图6所示，旋压设备的实施例2，与旋压设备实施例1的不同之处在于：下压紧装置包括锁紧块42和设置于主轴的安装座43中的锁紧块驱动机构，锁紧块驱动机构的滑块44采用连杆机构与锁紧块42传动连接，锁紧块42铰接在导杆45外端，其他结构与旋压设备实施例1相同。

Claims

1.一种轮辐轮廓的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

解除下夹紧装置对圆筒形坯料的夹紧，用该旋压设备上的上压紧装置将所述的平面环形结构的轮辐顶壁与模芯夹紧，用旋压设备的旋压装置将圆筒形坯料的顶壁以下至底端的周壁部分旋压成型为形状及厚度符合要求的轮辐周壁。

2.一种轮辐轮廓的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

用第二台旋压设备的上压紧装置将所述的平面环形结构的轮辐顶壁与模芯夹紧，用第二台旋压设备的旋压装置将圆筒形坯料的顶壁以下至底端的周壁部分旋压成型为形状及厚度符合要求的轮辐周壁。

3.一种轮辐制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

解除下夹紧装置对圆筒形坯料的夹紧，用该旋压设备上的上压紧装置将所述的平面环形结构的轮辐顶壁与模芯夹紧，用旋压设备的旋压装置将圆筒形坯料的顶壁以下至底端的周壁部分旋压成型为形状及厚度符合要求的轮辐周壁；

冲中心孔、螺栓孔；

冲风孔；

扩铰螺栓孔；

去毛刺。

4.一种轮辐制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

用第二台旋压设备的上压紧装置将所述的平面环形结构的轮辐顶壁与模芯夹紧，用第二台旋压设备的旋压装置将圆筒形坯料的顶壁以下至底端的周壁部分旋压成型为形状及厚度符合要求的轮辐周壁；

冲中心孔、螺栓孔；

冲风孔；

扩铰螺栓孔；

去毛刺。

5.一种用于轮辐成型的旋压设备，包括机架及主轴，主轴周围设有多个旋压装置，主轴一端设有用于动力输入的传动部分，另一端设有用于安装工件的连接部分，其特征在于：所述主轴的连接部分设有与工件下端配合的用于装夹工件的下夹紧装置，下夹紧装置包括连接于主轴上的夹具体、与夹具体外侧面离合配合的多个锁紧块以及驱动所述锁紧块相对于夹具体的对应外侧面分离或靠近运动的锁紧块驱动机构，所述夹具体的顶部固定或一体设置有模芯，所述工件是在加工时下端套装在夹具体及模芯上的圆筒形坯料，所述锁紧块相对于夹具体的对应外侧面靠近运动夹紧工件下部的周壁，所述旋压装置由外向内旋压圆筒形坯料的顶端使轮辐顶壁成型，锁紧块相对于夹具体的对应外侧面分离运动而与工件分离。

6.根据权利要求5所述的旋压设备，其特征在于：所述的锁紧块驱动机构包括与各锁紧块分别连接的径向滑动装配于夹具体内的对应径向通道中的导杆、设于主轴下端的液压缸、与液压缸的活塞杆传动连接的轴向伸缩插配于主轴中的传动杆、转动装配于传动杆顶部的滑块，所述滑块的外周轴向滑动装配于夹具体顶部的轴向通道内，滑块与导杆之间通过传动机构传动配合。

7.根据权利要求6所述的旋压设备，其特征在于：所述传动机构为中部铰接于夹具体上的拐臂，拐臂的两端分别以凸轮外缘与滑块、导杆上对应设置的凹槽互补传动配合。

8.根据权利要求6所述的旋压设备，其特征在于：所述传动机构为铰接于导杆和滑块之间的连杆，所述锁紧块与导杆铰接。

9.根据权利要求5～8中任意一项所述的旋压设备，其特征在于：所述夹具体为可拆固定装配于或一体设置于主轴的顶端的圆盘体。

10.根据权利要求5～8中任意一项所述的旋压设备，其特征在于：所述夹具体为装配于主轴的顶端的模芯的底部部分。