CN104827243A - 一种轮辋制作方法及轮辋 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种轮辋制作方法，包括以下步骤：对铝材进行高强度地挤压，形成具有第一凸起部和第二凸起部的型材；将型材卷成空心圆柱形的筒体；通过搅拌摩擦焊接型材卷圆时形成的筒缝；将筒体的两端翻边，构成向外延伸并内翻的轮缘；对筒体机械加工，并在筒体上形成胎圈座，得到轮辋。本发明提出的轮辋制造方法，具有加工工序简单，缩短了轮毂的制造时间，所制造的轮辋相对于传统制作工艺大大提高了准确性及轮辋材料的机械性能，更加准确方便的制作出不用宽度的轮辋，本发明轮辋制作方法不需要任何铸造及锻造模具。

Description

一种轮辋制作方法及轮辋

技术领域

本发明涉及轮辋制作方法，尤其涉及一种轮辋制作方法及轮辋。

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。

目前的车轮轮辋加工工艺复杂，其产品强度不高，且多为焊接式钢结构轮辋，由多个零部件组成，并由多道工序装配，安装复杂，多采用钢结构，轮辋自身重量大，运输不便，给使用时造成较多困难。

如公开号为CN101214605A的发明专利，其公开了一种轮毂制造工艺，其说明书中公开的轮辋制造工艺相当复杂，具有以下缺陷：1.轮辋成品与轮盘只能通过焊接的方式连接；2.轮辋与轮盘之间焊死，不能更换轮辐；3.轮辋与轮盘焊接时的温度将达到500℃，使焊接部位出现局部变形，给后续加工带来不便，同时造成成品产生动平衡和端径跳等问题；4.在制造工艺中需要进行扩口、旋压等复杂工序；5.旋压的精度控制难度高，造成废品率大大提升。

因此，市场上亟需一种新的轮辋制造工艺，使轮辋具有装配简单、结构强度高、重量轻等优点。

发明内容

为克服现有技术中车轮轮辋存在的上述不足，本发明公开了一种轮辋制作方法，其产品具有结构强度大，重量轻，方便固定及安装，一体成型及可随时更换不同形状的中心盘等优点。

本发明提出了一种轮辋制作方法，包括以下步骤：

步骤A：对铝材进行高强度地挤压，形成具有第一凸起部和第二凸起部的型材；所述第一凸起部用于轮胎防爆，所述第二凸起部用于安装中心盘；

步骤B：将所述型材卷成空心圆柱形的筒体；

步骤C：通过搅拌摩擦焊接所述型材卷圆时形成的筒缝；

步骤D：将所述筒体的两端翻边，构成向外延伸并内翻的轮缘；

步骤E：对所述筒体进行精密机械加工，并在所述筒体上形成胎圈座，得到轮辋。

本发明提出的轮辋制作方法，步骤A中，所述铝材在500℃的环境下进行挤压成形，挤压力度为8000吨；所述型材的抗拉强度大于或等于260MPa，屈服强度大于或等于160MPa，延伸率大于或等于22％，硬度大于或等于65HBS；所述铝材为6系列变形铝合金材质。

本发明提出的轮辋制作方法，所述型材的长度为462-614.4mm，宽度为292.5-407mm，厚度为5.8-8mm。

本发明提出的轮辋制作方法，所述第一凸起部和所述第二凸起部并列设置在所述筒体的内侧；或所述第二凸起部设置在所述第一凸起部的内侧。

本发明提出的轮辋制作方法，所述步骤E中，所述精密机械加工使轮辋的表面粗糙度小于3.2μm。

本发明还提出了一种轮辋制作方法，包括以下步骤：

步骤A：对铝材进行高强度地挤压，形成具有第二凸起部的型材；所述第二凸起部用于安装中心盘；

步骤B：将所述型材卷成空心圆柱形的筒体；

步骤C：通过搅拌摩擦焊接所述型材卷圆时形成的筒缝；

步骤D：对所述筒体进行旋压，形成第一凸起部；

步骤E：将所述筒体的两端翻边，构成向外延伸并内翻的轮缘；

步骤F：对所述筒体进行精密机械加工，并在所述筒体上形成胎圈座，得到轮辋。

本发明提出的轮辋制作方法，所述第一凸起部和所述第二凸起部并列设置在所述筒体的内侧；或所述第二凸起部设置在所述第一凸起部的内侧。

本发明提出的轮辋制作方法，所述型材的长度为462-614.4mm，宽度为292.5-407mm，厚度为5.8-8mm。

本发明提出的轮辋制作方法，所述第一凸起部和所述第二凸起部并列设置在所述筒体的内侧；或所述第二凸起部设置在所述第一凸起部的内侧；所述第二凸起部的高度为17-27mm，宽度为5-15mm。

采用本发明轮辋制作方法制作的轮辋，包括：筒体，所述筒体呈圆筒状；第一凸起部，所述第一凸起部环设在所述筒体的内侧；第二凸起部，所述第二凸起部环设在所述筒体的内侧，所述第二凸起部上设置安装部件；胎圈座，所述胎圈座设置在所述筒体的两侧；轮缘，所述轮缘设置在所述胎圈座的外侧，所述轮缘向外延伸，并向所述胎圈座内翻；所述筒体、所述第一凸起部、所述第二凸起部、所述胎圈座、所述轮缘为一体设置。

另外，本发明轮辋上设置有第二凸起部，用来安装轮盘，因此不必要采用焊接的手段，将轮盘安装到轮辋上，可以用卡槽或螺纹连接等可拆卸方式对他们进行安装，并且轮盘可随时更换，具有更换简易、安装方便等优点。

本发明轮辋制作方法不需要对铝材进行铸造和锻造，因此不需要使用任何铸造和锻造模具，本发明轮辋制作方法只以外加工的形式对铝材进行处理，仅仅在挤压时需要使用挤压模具，降低了轮辋制作成本。

本发明中的两片式轮毂的轮辋制作方法，构成轮辋的全部部件均为一体设置，采用一次挤压加工成型技术，即铝合金材料一体成型，取代且改进了复杂的传统铝合金轮辋制造加工工艺。本发明轮辋制造方法加工工序简便，其制造的轮辋，结构强度增强，还具有重量轻、坚固耐用、配合宽胎面抓地力大、刹车距离短等优点。

附图说明

图1为本发明中轮辋制作方法的流程图。

图2为本发明中轮辋制作方法的流程图。

图3a为实施例1中反装胎型材的结构示意图。

图3b为实施例1中反装胎筒体的结构示意图。

图3c为实施例1中反装胎筒缝摩擦焊接的示意图。

图3d为实施例1中反装胎凸起部熔焊的示意图。

图3e为实施例1中反装胎筒体经翻边后的结构示意图。

图3f为实施例1中反装胎轮辋的结构示意图。

图4a为实施例1中正装胎型材的结构示意图。

图4b为实施例1中正装胎筒体的结构示意图。

图4c为实施例1中正装胎筒缝摩擦焊接的示意图。

图4d为实施例1中正装胎凸起部熔焊的示意图。

图4e为实施例1中正装胎筒体经翻边后的结构示意图。

图4f为实施例1中正装胎轮辋的结构示意图。

图5a为实施例2中正装胎型材的结构示意图。

图5b为实施例2中正装胎筒体的结构示意图。

图5c为实施例2中正装胎筒缝摩擦焊接的示意图。

图5d为实施例2中正装胎凸起部熔焊的示意图。

图5e为实施例2中正装胎筒体旋压的示意图。

图5f为实施例2中正装胎轮辋的结构示意图。

图6a为实施例2中反装胎型材的结构示意图。

图6b为实施例2中反装胎筒体的结构示意图。

图6c为实施例2中反装胎筒缝摩擦焊接的示意图。

图6d为实施例2中反装胎凸起部熔焊的示意图。

图6e为实施例2中反装胎筒体旋压的示意图。

图6f为实施例2中反装胎轮辋的结构示意图。

图7a为实施例3中三片式正装胎轮毂轮辋的示意图。

图7b为实施例3中三片式反装胎轮毂轮辋的示意图。

具体实施方式

结合以下具体实施例和附图，对发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。

图1至图7b中，1-筒体，2-第一凸起部，3-第二凸起部，4-胎圈座，5-轮缘。

如图1所示，本发明提出了一种轮辋制作方法，包括以下步骤：

步骤A：对铝材进行高强度地挤压，形成具有第一凸起部2和第二凸起部3的型材；第一凸起部2用于防爆，第二凸起部3用于安装中心盘；

步骤B：将型材卷成空心圆柱形的筒体1；

步骤C：通过搅拌摩擦焊接型材卷圆时形成的筒缝；

步骤D：将筒体1的两端翻边，构成向外延伸并内翻的轮缘5；

步骤E：对筒体1进行精密机械加工，并在筒体1上形成胎圈座4，得到轮辋。

本发明轮辋制作方法，步骤A中，铝材在500℃的环境下进行挤压成形，挤压力度为8000吨；型材的抗拉强度大于或等于260MPa，屈服强度大于或等于160MPa，延伸率大于或等于22％，硬度大于或等于65HBS。

本发明轮辋制作方法中，型材的长度为462-614.4mm，宽度为292.5-407mm，厚度为5.8-8mm。

本发明轮辋制作方法中，第一凸起部2和第二凸起部3并列设置在筒体1的内侧；或第二凸起部3设置在第一凸起部2的内侧。

本发明轮辋制作方法中，步骤E中，在筒体1上通过精密机械加工，并在筒体1上形成胎圈座4，同时使轮辋的表面粗糙度小于3.2μm。

如图2所示，本发明还提出了一种轮辋制作方法，包括以下步骤：

步骤A：对铝材进行高强度地挤压成形，形成具有第二凸起部3的型材；第一凸起部2用于轮胎防爆，第二凸起部3用于安装中心盘；

步骤B：将型材卷成空心圆柱形的筒体1；

步骤C：通过搅拌摩擦焊接型材卷圆时形成的筒缝；

步骤D：对筒体1进行旋压，形成第一凸起部2；

步骤E：将筒体1的两端翻边，构成向外延伸并内翻的轮缘5；

步骤F：对筒体1进行精密机械加工，并在筒体1上形成胎圈座4，得到轮辋。

本发明轮辋制作方法中，步骤A中，铝材在500℃的环境下进行挤压成形，挤压力度为8000吨；型材的抗拉强度大于或等于260MPa，屈服强度大于或等于160MPa，延伸率大于或等于22％，硬度大于或等于65HBS。

本发明轮辋制作方法中，第一凸起部2和第二凸起部3并列设置在筒体1的内侧；或第二凸起部3设置在第一凸起部2的内侧。

本发明轮辋制作方法中，型材的长度为462-614.4mm，宽度为292.5-407mm，厚度为5.8-8mm。

本发明轮辋制作方法中，第一凸起部2和第二凸起部3并列设置在筒体1的内侧；或第二凸起部3设置在第一凸起部2的内侧。

采用本发明提出的轮辋制作方法制作的轮辋，包括：

筒体1，筒体1呈圆筒状；

第一凸起部2，第一凸起部2环设在筒体1的内侧；

第二凸起部3，第二凸起部3环设在筒体1的内侧，第二凸起部3上设置安装部件；

胎圈座4，胎圈座4设置在筒体1的两侧；

轮缘5，轮缘5设置在胎圈座4的外侧，轮缘5向外延伸，并向胎圈座4内翻；

筒体1、第一凸起部2、第二凸起部3、胎圈座4、轮缘5为一体设置；

第二凸起部3的高度为17-27mm，宽度为5-15mm。

实施例1

本实施例中的轮辋制作方法，包括以下步骤：

步骤A：将6061铝材进行高强度地挤压成形，挤压力度为8000吨，温度为500℃；6061铝材经高强度挤压后形成如图3a所示的具有第一凸起部2和第二凸起部3的型材，型材的抗拉强度为260MPa，屈服强度为160MPa，延伸率为22％，硬度为66HBS，第一凸起部2用于轮胎防爆，第二凸起部3用于安装中心盘。

步骤B：如图3b所示，将具有第一凸起部2和第二凸起部3的型材通过卷圆机卷成空心圆柱形的筒体1；第一凸起部2和第二凸起部3卷在筒体1内。

步骤C：如图3c所示，将型材卷圆时形成的筒缝通过搅拌摩擦焊接起来，然后将焊接处周边的毛刺清除。

步骤D：如图3e所示，将筒体1的两端通过立式机进行翻边，形成一个向外延伸并内翻的轮缘5。

步骤E：如图3f所示，对筒体1进行高精度机械加工，使轮辋的表面粗糙度小于3.2μm，同时在筒体1上形成胎圈座4，制得轮辋。

本实施例中的轮辋制作方法，如图3d所示，筒体1内部的凸起部件可以通过熔焊的方式焊接。

本实施例中的轮辋制作方法，铝材为6061铝合金材质，轮辋成品达到6061-T6铝合金材质。

本实施例中的轮辋制作方法，型材的长度为462mm，宽度为292.5mm，厚度为5.8mm。

本实施例中，高精度机械加工过程包括三道工序：一工序：夹轮子正面，加工轮子背面内轮辋再加工外轮辋，表面粗糙度在3.2μm内；二工序：夹轮子背面，加工轮子正面内轮辋再加工外轮辋，表面粗糙度在3.2μm内；三工序：加工中心钻孔，位置度控制在0.25mm以内，表面粗糙度在3.2μm内。其中，三道工序均采用轮毂专用夹具和CNC高精度设备完成，每道工序经过四步曲，送件、装夹、机加、退件，经过机械手自动精准送件，轮毂专业夹具定位、锁紧，执行轮毂CNC程序切削，机械手卸工件；经轮毂专业夹具和CNC高精密机械设备切削加工，确保每个车轮都有高精度的圆形度和平衡性，极大减少车轮跑偏和摆动等问题。

本实施例中的型材，第一凸起部2和第二凸起部3并列设置在筒体1的内侧，完成整个制作方法后形成的是反装胎轮辋。本发明中的型材也可以做成第二凸起部3设置在第一凸起部2的内侧，如图4a至图4f所示，完成整个制作方法后形成的是正装胎轮辋。

实施例2

本实施例中的轮辋制作方法，包括以下步骤：

步骤A：如图5a所示，将6061铝材进行高强度地挤压成形，挤压力度为8000吨，温度为500℃；6061铝材经高强度挤压后形成具有第二凸起部3的型材，型材的抗拉强度为265MPa，屈服强度为165MPa，延伸率为22％，硬度为66HBS。

步骤B：如图5b将具有第二凸起部3的型材通过卷圆机卷成空心圆柱形的筒体1；第二凸起部3卷在筒体1内。

步骤C：如图5c将型材卷圆时形成的筒缝通过搅拌摩擦焊接起来，然后将焊接处周边的毛刺清除。

步骤D：如图5e将筒体1在旋压机上旋压，形成第一凸起部2，并在定位工装台上加工成所需的精确尺寸。

步骤E：将筒体1的两端通过立式机进行翻边，形成一个向外延伸并内翻的轮缘5。

步骤F：在筒体1上通过高精度机械加工形成胎圈座4，得到轮辋。

本实施例中的轮辋制作方法，如图5d所示，筒体1内部的凸起部件可以通过熔焊的方式焊接。

本实施例中的轮辋制作方法，铝材为6061铝合金材质，轮辋成品达到6061-T6铝合金材质。

本实施例中的轮辋制作方法，型材的长度为614.4mm，宽度为407mm，厚度为8mm。

本实施例中，高精度机械加工过程包括三道工序：一工序：夹轮子正面，加工轮子背面内轮辋再加工外轮辋，表面粗糙度在3.2μm内；二工序：夹轮子背面，加工轮子正面内轮辋再加工外轮辋，表面粗糙度在3.2μm内；三工序：加工中心钻孔，位置度控制在0.25以内，表面粗糙度在3.2μm内。其中，三道工序均采用轮毂专用夹具和CNC高精度设备完成，每道工序经过四步曲，送件、装夹、机加、退件，经过机械手自动精准送件，轮毂专业夹具定位、锁紧，执行轮毂CNC程序切削，机械手卸工件；经轮毂专业夹具和CNC高精密机械设备切削加工，确保每个车轮都有高精度的圆形度和平衡性，极大减少车轮跑偏和摆动等问题。

本实施例步骤D中，旋压的位置在第二凸起部3的外侧，使第二凸起部3向轮辋内部凹陷，形成第一凸起部2，完成整个制作方法后形成的轮辋是正装胎轮辋。本发明中也可以对筒体1的其他位置进行旋压，如图6a至图6f的示意图所示，使第二凸起部3和第一凸起部2并列设置在轮辋内侧，完成整个制作方法后形成的是反装胎轮辋。

实施例3

采用本发明提出的轮辋制作方法制作的轮辋，可以作为二片式或三片式等铝合金锻造汽车轮毂的轮辋。

如图7a和图7b所示，当需要制造三片式轮毂时，只需沿着图中的虚线将轮辋切开，将中心盘(轮辐)嵌入两个轮辋的中间，再通过第二凸起部3将中心盘进行固定，即可制成三片式的汽车轮毂的前后两件轮辋。

采用本发明提出的轮辋制作方法制作的轮辋，包括：筒体1、第一凸起部2、第二凸起部3、胎圈座4和轮缘5。其中，筒体1呈圆筒状，由卷圆机将型材卷圆得到。第一凸起部2和第二凸起部3均环设在筒体1的内侧。第二凸起部3上设置安装部件，安装部件可以是卡槽或定位孔等用来安装轮辐。胎圈座4设置在筒体1的两侧，由高精度机械加工时完成，用来给轮胎提供径向支撑；轮缘5设置在胎圈座4的外侧，轮缘5向外延伸，并向胎圈座4内翻，用来给轮胎提供轴向支撑。

本发明方法制造的轮辋中筒体1、第一凸起部2、第二凸起部3、胎圈座4、轮缘5为一体式结构设置，只需一次加工成型即可得到轮辋，不仅提高了轮辋的结构强度，而且避免了现有技术中多次焊接等复杂加工步骤。其中，第二凸起部3的高度为17-27mm，宽度为5-15mm。

本发明轮辋既制作方法可制作正装轮胎轮辋或反装胎轮辋，加工制作正向装轮胎的轮辋时，第二凸起部3一体成型设置在第一凸起部2上，加工制作反向装轮胎的轮辋时，第二凸起部3一体成型设置在筒体1上。

采用本发明方法制造的轮辋可应用于各种车型包括乘用、四轮驱动、轻型卡车及中型客车等的轮毂中。使用本发明铝合金轮辋的轮毂在结构上实现技术创新，与传统轮毂相比较，使用本发明轮辋所制造的汽车轮毂的重量可减轻25％-30％，汽车轮毂的提高性能及强度40％，减少CO₂的排放，节省燃油。

本发明轮辋制作方法不需要对铝材进行铸造和锻造，因此不需要使用任何铸造和锻造模具，本发明轮辋制作方法只以外加工的形式对铝材进行处理，仅仅在挤压时需要使用挤压模具，降低了轮辋制作成本。

本发明提出的轮辋制造方法中，使用新的6系列变形铝合金材料一体成型汽车轮毂轮辋。根据具体的不同产品规格，将整块原材料直接经过重量达八千吨的模具一次性挤压成型，其整体密度平均化，结构强度提高，材料强度显著提高，同时重量减轻，制造方法简单。

采用本发明轮辋制造方法制造的轮辋，可以作为二片式或三片式等铝合金锻造汽车轮毂的轮辋。本发明铝合金汽车轮辋，取代且改进传统铝合金轮毂制造的复杂工艺加工，能源消耗大为减少，减少原材料，降低热消耗，生产环境污染显著减少。以型材定制形式，通过精密制加工及航天材料连接技术，实现产品的高精密度，并节省工序，提高产品质量、精度和制造效率，实现批量化规模生产。

采用本发明轮辋制作方法制作的轮辋可以与锻造或低压铸造的中心盘(轮辐)实现不用形式的外观组合，并可以拆卸、更换中心盘，毂制造制厂及零售商可以当场完成轮毂的组合。

采用本发明轮辋制作方法制作的轮辋，其机械性能参数同等于锻造轮辋的机械性能参数，而本发明轮辋的结构强度更强，重量更轻、坚固耐用、配合宽胎面抓地力大、刹车距离短等优点。同时，也免去了传统铸造过程中热能源的使用，减少环境污染，降低了原材料的使用，提高了成品的合格率，减少了加工过程。

本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。

Claims (10)

1.一种轮辋制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A：对铝材进行高强度地挤压，形成具有第一凸起部(2)和第二凸起部(3)的型材；所述第一凸起部(2)用于轮胎防爆，所述第二凸起部(3)用于安装中心盘；

步骤B：将所述型材卷成空心圆柱形的筒体(1)；

步骤C：通过搅拌摩擦焊接所述型材卷圆时形成的筒缝；

步骤D：将所述筒体(1)的两端翻边，构成向外延伸并内翻的轮缘(5)；

步骤E：对所述筒体(1)进行精密机械加工，并在所述筒体(1)形成胎圈座(4)，得到轮辋。

2.一种轮辋制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A：对铝材进行高强度地挤压，形成具有第二凸起部(3)的型材；所述第二凸起部(3)用于安装中心盘；

步骤B：将所述型材卷成空心圆柱形的筒体(1)；

步骤C：通过搅拌摩擦焊接所述型材卷圆时形成的筒缝；

步骤D：对所述筒体(1)进行旋压，形成第一凸起部(2)；

步骤E：将所述筒体(1)的两端翻边，构成向外延伸并内翻的轮缘(5)；

步骤F：对所述筒体(1)进行精密机械加工，并在所述筒体(1)形成胎圈座(4)，得到轮辋。

3.如权利要求1所述的轮辋制作方法或如权利要求2所述的轮辋制作方法，其特征在于，所述第一凸起部(2)和所述第二凸起部(3)并列设置在所述筒体(1)的内侧；或所述第二凸起部(3)设置在所述第一凸起部(2)的内侧。

4.如权利要求1所述的轮辋制作方法或如权利要求2所述的轮辋制作方法，其特征在于，步骤A中，所述铝材在500℃的环境下进行挤压成形，挤压力度为8000吨。

5.如权利要求1所述的轮辋制作方法或如权利要求2所述的轮辋制作方法，其特征在于，所述铝材为6061变形铝合金材质。

6.如权利要求1所述的轮辋制作方法或如权利要求2所述的轮辋制作方法，其特征在于，步骤A中，所述型材的抗拉强度大于或等于260MPa，屈服强度大于或等于160MPa，延伸率大于或等于22％，硬度大于或等于65HBS。

7.如权利要求1所述的轮辋制作方法或如权利要求2所述的轮辋制作方法，其特征在于，所述型材的长度为462-614.4mm，宽度为292.5-407mm，厚度为5.8-8mm。

8.如权利要求1所述的轮辋制作方法或如权利要求2所述的轮辋制作方法，其特征在于，所述精密机械加工使制作得到的轮辋的表面粗糙度小于3.2μm。

9.一种用权利要求1所述的轮辋制作方法或如权利要求2所述的轮辋制作方法制作的轮辋，其特征在于，包括：筒体(1)，所述筒体(1)呈圆筒状；

第一凸起部(2)，所述第一凸起部(2)环设在所述筒体(1)的内侧；

第二凸起部(3)，所述第二凸起部(3)环设在所述筒体(1)的内侧，所述第二凸起部(3)上设置安装部件；

胎圈座(4)，所述胎圈座(4)设置在所述筒体(1)的两侧；

轮缘(5)，所述轮缘(5)设置在所述胎圈座(4)的外侧，所述轮缘(5)向外延伸，并向所述胎圈座(4)内翻；

所述筒体(1)、所述第一凸起部(2)、所述第二凸起部(3)、所述胎圈座(4)、所述轮缘(5)为一体设置。

10.如权利要求9所述的轮辋，其特征在于，所述第二凸起部(3)的高度为17-27mm，宽度为5-15mm。