CN108057991A - 组合式车轮钢圈加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合式车轮钢圈加工工艺，涉及车轮钢圈制造技术领域，其包括轮辋制作工序、轮辐制作工序和轮辋轮辐组装工序；轮辋制作工序包括：A1.板料剪切成条形料；A2.卷圆焊接得到轮辋毛坯，利用焊枪在焊缝两端的轮辋毛坯边缘来回加热一次；A3.滚压成型并冲气门孔得到轮辋成品；轮辐制作工序包括：B1.板料中冲出圆形料；B2.拉伸成型并冲孔，得到轮辐成品；轮辋轮辐组装工序包括：C1.将轮辋压装到轮辐外预定位置；C2.将轮辐与轮辋焊接固定制成钢圈。本发明的车轮钢圈加工工艺能够降低轮辋滚型过程中焊缝处开裂的几率，提高钢圈成品率，并提高钢圈的同轴度。

Description

组合式车轮钢圈加工工艺

技术领域

本发明涉及车轮钢圈制造技术领域，尤其涉及一种组合式车轮钢圈的加工工艺。

背景技术

现有的沙滩车、高尔夫球车、草坪及园林机械等的车轮用的钢圈通常包括一个圆环形的轮辋、连接在轮辋内的辐板，辐板上设有车轴孔，以便和车轴相连接。常规的生产工艺是将钢板卷圆焊接成一个闭合的筒体，然后对筒体进行滚型、打磨等工序形成预定形状的轮辋，再在轮辋内侧壁压入具有车轴孔的辐板，并焊接在一起制成车轮钢圈，这种生产工艺常常因为焊接缺陷而导致轮辋在滚型过程中焊缝处开裂，从而降低成品率。另外，如图13所示，在轮辋、轮辐组合压装的工序中，通常是轮辋A1固定，将轮辐A2压入轮辋A1的内侧壁，这种压装方式稳定性较差，压装过程中轮辐A2和轮辋A1都存在一定程度的摆动或跳动，从而影响组合后整个钢圈的同轴度，轴向跳动和径向跳动都较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述问题，而提供一种组合式车轮钢圈加工工艺，降低轮辋滚型过程中焊缝处开裂的几率，提高钢圈成品率，并提高钢圈的同轴度。

本发明的技术方案是：

一种组合式车轮钢圈加工工艺，包括轮辋制作工序、轮辐制作工序和轮辋轮辐组装工序。

所述轮辋制作工序包括以下步骤：

A1. 根据计算好的尺寸将大块板料剪切成条形料；

A2. 通过卷圆机将剪切好的条形料卷制成圆筒体，通过氩弧焊在接缝处的内、外表面焊接形成焊缝，从而得到周向闭合的轮辋毛坯；利用氩弧焊的焊枪在焊缝两端的轮辋毛坯边缘快速地来回加热一次，加热范围为以焊缝与轮辋毛坯边缘的交点为中点、长20~30mm的轮辋毛坯的两侧边缘；

A3. 通过滚压成型工艺在轮辋毛坯上滚压出预定形状的凹槽、轮缘、胎圈座、凸峰和翻卷边，并通过冲孔工艺在预定位置冲出气门孔，得到轮辋成品。

轮辋焊缝开裂的主要形式是焊缝端部开裂，多发生在扩口工序或滚型工序，主要是由于焊缝中铁素体晶粒粗大导致的，而利用焊枪在焊缝两端的轮辋毛坯边缘快速来回加热一次，在一定程度上相当于对焊缝端部进行了局部正火或退火处理，能够细化铁素体晶粒，消除焊缝端部的应力，从而提高材料的强韧性，降低轮辋在下一步扩口和滚型工序中焊缝开裂的几率，提高钢圈的成品率。

所述轮辐制作工序包括以下步骤：

B1. 根据计算好的尺寸从大块板料上冲出圆形料；

B2. 通过拉伸成型工艺将圆形料拉伸成预定形状的轮辐毛坯，并通过冲孔工艺在轮辐毛坯上分别冲出装饰孔、中心孔和安装孔，得到轮辐成品。

所述轮辋轮辐组装工序包括以下步骤：

C1. 将轮辐的安装面朝下平放在组合压机操作台的轮辐定位模上，将轮辋的轴心竖直放置在操作台的轮辋定位模上，组合压机的上模下行，压在轮辋轮缘段的内侧，将轮辋向下压到预定位置，套装到轮辐外，与轮辐过盈配合，轮辐连接部的外侧面贴合在轮辋凹槽槽底的内侧面；

C2. 使用焊机在轮辐连接部的内侧边缘焊接，在该边缘与轮辋凹槽槽底的内侧面之间形成4条位于同一圆周上且沿圆周均布的弧形焊缝，从而将轮辐与轮辋焊接固定；得到完整的钢圈。

所述组合压机的操作台上固设有中间高边缘矮的安装座；所述轮辐定位模安装在安装座的中部，包括一圆柱盘、设置在所述圆柱盘中部的圆柱凸台和设置在圆柱盘上位于所述圆柱凸台旁的定位销，轮辐的安装面朝下承托在圆柱盘上，圆柱凸台穿设在轮辐的中心孔内，定位销穿设在轮辐其中一个安装孔内；所述轮辋定位模为一台阶状的环形滑台，包括一小径圆环和自小径圆环下部向外凸起的大径圆环，所述环形滑台可上下移动地套设在一环绕轮辐定位模设置的空心圆柱外，所述环形滑台的底部固设有3根竖直的导杆，所述导杆可上下移动地穿设在安装座上设置的导向孔中，导杆上套设有弹簧，弹簧的一端抵接在安装座上，另一端抵接在环形滑台的底部，轮辋套设在环形滑台的台阶上，靠环形滑台大径圆环的上表面承托，靠小径圆环的外周壁定位。

采用轮辐固定、将轮辋下压套装到轮辐外的钢圈组装方式，由于轮辐的安装面贴合在轮辐定位模上，因此在轮辋下压过程中轮辐不会摆动或跳动，而轮辋定位模的口径较大，在上下移动的过程中与空心圆柱外周面的接触面积就较大，再加上上模压在轮辋轮缘段的内侧，能最大程度地限制轮辋下压过程中的摆动和跳动，因此，这种组装方式相较于轮辋固定、将轮辐压入轮辋内侧壁的方式，成品钢圈的同轴度更高，径向跳动和轴向跳动都更小。

作为优选的，本发明所述的步骤A3依次包括以下步骤：

A3-1. 将轮辋毛坯的两端扩口成喇叭形后，在滚压成型机中将轮辋毛坯的外侧面中部往内滚压出预定形状的凹槽，再将轮辋毛坯的两端由内向外滚压出预定形状的轮缘、胎圈座和凸峰，并将轮缘的边缘向径向内侧翻卷形成翻卷边，得到轮辋的成品形状；

A3-2. 对翻卷边的边缘进行抛光的步骤；

A3-3. 在轮辋的预定位置，从内侧向轮胎安装侧冲出气门孔，得到轮辋成品。

从内侧向轮胎安装侧冲出气门孔，能将毛刺留在轮胎安装侧，不会影响气门的安装，也不会影响外形美观，因此可以省掉去除气门孔毛刺的步骤，从而减少工序，有利于提高生产效率。

作为优选的，本发明所述的步骤B2依次包括以下步骤：

B2-1. 通过拉伸成型工艺将圆形料拉伸成预定形状的轮辐毛坯，包括圆形的中心部，向一侧弯折呈圆锥形的辐板部，由辐板部的外侧边缘向与辐板部弯折方向相反的一侧弯折形成的圆环形的连接部，以及位于中心部与辐板部之间的安装部，所述安装部以预定的形状由中心部所在平面向与辐板部弯折方向相同的一侧凸起；

B2-2. 在轮辐毛坯的辐板部上，以预定形状和数量冲出沿圆周均布的装饰孔；

B2-3. 在轮辐毛坯中心部的中心位置冲出中心孔；

B2-4. 在轮辐毛坯的安装部上，以预定数量冲出沿圆周均布的安装孔，并对安装孔进行倒角、去毛刺处理；得到轮辐成品。

本发明的有益效果是：

1、在轮辋卷圆焊接后，利用焊枪在焊缝两端的轮辋毛坯边缘快速来回加热一次，能够细化焊缝中的铁素体晶粒，消除焊缝端部的应力，从而提高材料的强韧性，降低轮辋在下一步扩口和滚型工序中焊缝开裂的几率，提高钢圈的成品率。

2、采用轮辐固定、将轮辋下压套装到轮辐外的钢圈组装方式，相较于轮辋固定、将轮辐压入轮辋内侧壁的方式，成品钢圈的同轴度更高，径向跳动和轴向跳动都更小。

附图说明

图1为本发明实施例中剪切出的条形料的示意图。

图2为本发明实施例中制作出的轮辋毛坯的示意图。

图3为图2的A向视图。

图4为本发明实施例中制作出的轮辋的示意图。

图5为图4的A-A剖视图。

图6为本发明实施例中冲落圆形料的示意图。

图7为本发明实施例中制作出的轮辐的示意图。

图8为图7的B-B剖视图。

图9为本发明实施例中轮辋、轮辐组合的过程一示意图。

图10为本发明实施例中轮辋、轮辐组合的过程二示意图。

图11为本发明实施例中制作的钢圈的示意图。

图12为图11的C-C剖视图。

图13为现有技术中轮辋、轮辐组合方式的示意图。

具体实施方式

现结合附图和实施例对本发明作进一步的说明：

在本发明的描述中，需要理解的是，“内侧”、“外侧”等术语所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。

本实施例的一种组合式车轮钢圈加工工艺，包括轮辋制作工序、轮辐制作工序和轮辋轮辐组装工序。

轮辋制作工序包括以下步骤：

A1. 根据计算好的尺寸将大块板料剪切成如图1所示的条形料1。

A2. 通过卷圆机将剪切好的条形料1卷制成圆筒体，通过氩弧焊在接缝处的内、外表面焊接形成焊缝21，从而得到如图2所示周向闭合的轮辋毛坯2；利用氩弧焊的焊枪在焊缝21两端的轮辋毛坯2边缘快速地来回加热一次，如图3所示，加热范围P为以焊缝21与轮辋毛坯2边缘的交点为中点、长20~30mm的轮辋毛坯2的两侧边缘。

A3. 通过滚压成型工艺在轮辋毛坯上滚压出如图4、图5所示预定形状的凹槽31、轮缘32、胎圈座33、凸峰34和翻卷边35，并通过冲孔工艺在预定位置冲出气门孔36，得到如图4、图5所示的轮辋3成品。具体依次包括以下步骤：

A3-1. 将轮辋毛坯2的两端扩口成喇叭形后，在滚压成型机中将轮辋毛坯2的外侧面中部往内滚压出预定形状的凹槽31，再将轮辋毛坯2的两端由内向外滚压出预定形状的轮缘32、胎圈座33和凸峰34，并将轮缘32的边缘向径向内侧翻卷形成翻卷边35，得到轮辋3的成品形状。

A3-2. 对翻卷边35的边缘进行抛光的步骤。

A3-3. 在轮辋3的预定位置，从内侧向轮胎安装侧冲出气门孔，得到如图4、图5所示的轮辋3成品。

轮辐制作工序包括以下步骤：

B1. 如图6所示，根据计算好的尺寸从大块板料上冲出圆形料4。

B2. 通过拉伸成型工艺将圆形料4拉伸成预定形状的轮辐毛坯，并通过冲孔工艺在轮辐毛坯上分别冲出装饰孔55、中心孔56和安装孔57，得到如图7、图8所示的轮辐5成品。具体依次包括以下步骤：

B2-1. 通过拉伸成型工艺将圆形料4拉伸成预定形状的轮辐毛坯，包括圆形的中心部51，向一侧弯折呈圆锥形的辐板部52，由辐板部52的外侧边缘向与辐板部52弯折方向相反的一侧弯折形成的圆环形的连接部53，以及位于中心部51与辐板部52之间的安装部54，安装部54以预定的形状由中心部51所在平面向与辐板部52弯折方向相同的一侧凸起。

B2-2. 在轮辐毛坯的辐板部52上，以预定形状和数量冲出沿圆周均布的装饰孔55。

B2-3. 在轮辐毛坯中心部51的中心位置冲出中心孔56。

B2-4. 在轮辐毛坯的安装部54上，以预定数量冲出沿圆周均布的安装孔57，并对安装孔57进行倒角、去毛刺处理；得到如图7、图8所示的轮辐5成品。

轮辋轮辐组装工序包括以下步骤：

C1. 如图9和图10所示，将轮辐5的安装面朝下平放在组合压机操作台的轮辐定位模61上，将轮辋3的轴心竖直放置在操作台的轮辋定位模62上，组合压机的上模63下行，压在轮辋3轮缘段32的内侧，将轮辋3向下压到预定位置，套装到轮辐5外，与轮辐5过盈配合，轮辐5连接部53的外侧面贴合在轮辋3凹槽31槽底的内侧面。

C2. 使用焊机在轮辐5连接部53的内侧边缘焊接，在该边缘与轮辋3凹槽31槽底的内侧面之间形成4条位于同一圆周上且沿圆周均布的弧形焊缝70，从而将轮辐5与轮辋3焊接固定；得到如图11、图12所示完整的钢圈8。

在步骤C1中，组合压机的具体结构为：如图9和图10所示，组合压机的操作台上固设有中间高边缘矮的安装座64。轮辐定位模61安装在安装座64的中部，包括一圆柱盘611、设置在圆柱盘611中部的圆柱凸台612和设置在圆柱盘611上位于圆柱凸台612旁的定位销613。压装时，轮辐5的安装面朝下承托在圆柱盘611上，圆柱凸台612穿设在轮辐5的中心孔56内，定位销613穿设在轮辐5其中一个安装孔57内。轮辋定位模62为一台阶状的环形滑台，包括一小径圆环621和自小径圆环621下部向外凸起的大径圆环622。环形滑台可上下移动地套设在一环绕轮辐定位模61设置的空心圆柱外65，环形滑台的底部固设有3根竖直的导杆66，导杆66可上下移动地穿设在安装座64上设置的导向孔641中，导杆66上套设有弹簧67，弹簧67的一端抵接在安装座64上，另一端抵接在环形滑台的底部。压装时，轮辋3套设在环形滑台的台阶上，靠环形滑台大径圆环622的上表面承托，靠小径圆环621的外周壁定位。轮辐5和轮辋3放置好后，组合压机的上模63下行，压在轮辋3轮缘段32的内侧，克服弹簧67的弹力压动轮辋3和轮辋定位模62一起向下移动，直到轮辋3套装到轮辐5外的预定位置，组合完成，组合压机的上模63上行，轮辋定位模62在弹簧67的回复力作用下带着组装好的钢圈8回复到原位。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种组合式车轮钢圈加工工艺，包括轮辋制作工序、轮辐制作工序和轮辋轮辐组装工序，其特征在于：

所述轮辋制作工序包括以下步骤：

A1. 根据计算好的尺寸将大块板料剪切成条形料；

A2. 通过卷圆机将剪切好的条形料卷制成圆筒体，通过氩弧焊在接缝处的内、外表面焊接形成焊缝，从而得到周向闭合的轮辋毛坯；利用氩弧焊的焊枪在焊缝两端的轮辋毛坯边缘快速地来回加热一次，加热范围为以焊缝与轮辋毛坯边缘的交点为中点、长20~30mm的轮辋毛坯的两侧边缘；

A3. 通过滚压成型工艺在轮辋毛坯上滚压出预定形状的凹槽、轮缘、胎圈座、凸峰和翻卷边，并通过冲孔工艺在预定位置冲出气门孔，得到轮辋成品；

所述轮辐制作工序包括以下步骤：

B1. 根据计算好的尺寸从大块板料上冲出圆形料；

B2. 通过拉伸成型工艺将圆形料拉伸成预定形状的轮辐毛坯，并通过冲孔工艺在轮辐毛坯上分别冲出装饰孔、中心孔和安装孔，得到轮辐成品；

所述轮辋轮辐组装工序包括以下步骤：

C1. 将轮辐的安装面朝下平放在组合压机操作台的轮辐定位模上，将轮辋的轴心竖直放置在操作台的轮辋定位模上，组合压机的上模下行，压在轮辋轮缘段的内侧，将轮辋向下压到预定位置，套装到轮辐外，与轮辐过盈配合，轮辐连接部的外侧面贴合在轮辋凹槽槽底的内侧面；

C2. 使用焊机在轮辐连接部的内侧边缘焊接，在该边缘与轮辋凹槽槽底的内侧面之间形成4条位于同一圆周上且沿圆周均布的弧形焊缝，从而将轮辐与轮辋焊接固定；得到完整的钢圈；

所述组合压机的操作台上固设有中间高边缘矮的安装座；所述轮辐定位模安装在安装座的中部，包括一圆柱盘、设置在所述圆柱盘中部的圆柱凸台和设置在圆柱盘上位于所述圆柱凸台旁的定位销，轮辐的安装面朝下承托在圆柱盘上，圆柱凸台穿设在轮辐的中心孔内，定位销穿设在轮辐其中一个安装孔内；所述轮辋定位模为一台阶状的环形滑台，包括一小径圆环和自小径圆环下部向外凸起的大径圆环，所述环形滑台可上下移动地套设在一环绕轮辐定位模设置的空心圆柱外，所述环形滑台的底部固设有3根竖直的导杆，所述导杆可上下移动地穿设在安装座上设置的导向孔中，导杆上套设有弹簧，弹簧的一端抵接在安装座上，另一端抵接在环形滑台的底部，轮辋套设在环形滑台的台阶上，靠环形滑台大径圆环的上表面承托，靠小径圆环的外周壁定位。

2.按照权利要求1所述的组合式车轮钢圈加工工艺，其特征在于：所述步骤A3依次包括以下步骤：

A3-1. 将轮辋毛坯的两端扩口成喇叭形后，在滚压成型机中将轮辋毛坯的外侧面中部往内滚压出预定形状的凹槽，再将轮辋毛坯的两端由内向外滚压出预定形状的轮缘、胎圈座和凸峰，并将轮缘的边缘向径向内侧翻卷形成翻卷边，得到轮辋的成品形状；

A3-2. 对翻卷边的边缘进行抛光的步骤；

A3-3. 在轮辋的预定位置，从内侧向轮胎安装侧冲出气门孔，得到轮辋成品。

3.按照权利要求1所述的组合式车轮钢圈加工工艺，其特征在于：所述步骤B2依次包括以下步骤：

B2-1. 通过拉伸成型工艺将圆形料拉伸成预定形状的轮辐毛坯，包括圆形的中心部，向一侧弯折呈圆锥形的辐板部，由辐板部的外侧边缘向与辐板部弯折方向相反的一侧弯折形成的圆环形的连接部，以及位于中心部与辐板部之间的安装部，所述安装部以预定的形状由中心部所在平面向与辐板部弯折方向相同的一侧凸起；

B2-2. 在轮辐毛坯的辐板部上，以预定形状和数量冲出沿圆周均布的装饰孔；

B2-3. 在轮辐毛坯中心部的中心位置冲出中心孔；

B2-4. 在轮辐毛坯的安装部上，以预定数量冲出沿圆周均布的安装孔，并对安装孔进行倒角、去毛刺处理；得到轮辐成品。