CN108394230A - 一种槽底为多弧r形的轻量化车轮及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于轻量化车轮领域,尤其涉及一种槽底为多弧R形的轻量化车轮及其加工方法,包括轮辋以及通过焊接与轮辋连接设置的轮辐,轮辋的中部设置有新型凹槽,新型凹槽为多弧R形平面凹槽;多弧R形平面凹槽的底部从短肩承载部分至长肩承载部分的方向上依次设置有第一凹槽、外凸起以及第二凹槽,所述第一凹槽、外凸起与第二凹槽之间连续平滑过渡设置。通过验证此车轮比普通车轮寿命可以提高4‑5倍,我们创新的此种车轮弯曲性能试验做到190万次仍然完好无损,无失效现象,通过结果验证,证明了轮辋槽底多弧R形的创新设计,它彻底改变了我们传统结构车轮的形状,在强度上超越了我们传统结构车轮轮辋强度,为我国在车轮发展史上谱写了一篇新的创举。
Description
技术领域
本发明属于轻量化车轮领域,涉及车轮中轮辋的新型设计,尤其涉及一种槽底为多弧R形的轻量化车轮及其加工方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高,各个行业都在迅速的进步。安全性和低能耗对于每个行业来说都是在该行业生存的重要法宝。在汽车行业中,车辆的安全性重中之重,车辆行驶的安全性直接影响到,该车的销售前景以及整车的性能指数。其汽车行业蓬勃发展,安全性、新能源、节能、环保等称为汽车发展趋势,为此,汽车企业愈加重视汽车轻量化和安全性的研究。在汽车行驶过程中,车轮需要同时应对车身自重载荷及各种动载产生的应力。因此,车轮安全性成为评判整车性能的重要指标之一。随着汽车零部件向高性能、安全、节能、降耗方向发展,高强度钢制车轮已成为车轮轻量化安全性研究的焦点。
现阶段的汽车企业对车轮做的轻量化处理,主要是来提高车轮的材料,使其能够达到应有的刚度和强度,可是由于现在的技术有限,很难使车轮在降低轮辋厚度的前提下,就能够满足要求,所以说,轻量化车轮还需要很大的技术创新才能满足现在高要求,国内生产的轻量化车轮与国外同类型产品相比,普遍存在安全性差、重量大、车轮疲劳应力无法消除,性能不理想等一系列问题。为解决车轮轻量化过程中遇到的这些问题,有必要在工艺上做一些改变和提升,来提升车轮的安全性和节能性。所以开发已即安全又节能的轻量化车轮是很有必要的。
目前:由于5°DC与15°DC车轮轻量化的不断创新,车轮轮辋的材料在不断地提升,材料提升后个焊接工序及加工过程带来了一定的困难及难度。在材料提性能提升厚度不断减薄重量减轻的过程中,由于厚度在不断的减薄,车轮轮辋的拓扑优化和多模优化虽然解决了车轮轮辋胎圈座的强度但车轮轮辋槽底的强度是最薄弱的环节又显现出来,制约了车轮轻量化的一道新的难题现阶段的车轮中轮辋的设计,由于轮胎在行驶过程中车辆载货后胎圈座的压力通过轮辋产生的分力直接作用到轮辋槽底,使轮辋在行驶中产生疲劳应力,造成轮辋槽底裂纹,制约了车轮的使用寿命。
发明内容
本发明针对上述的问题,提供了一种槽底为多弧R形的轻量化车轮及其加工方法。
为了达到上述目的,本发明采用的技术方案为,
一种槽底为多弧R形的轻量化车轮,包括轮辋以及通过焊接与轮辋连接设置的轮辐,所述轮辋的中部设置有新型凹槽,所述新型凹槽的一侧设置有用于承载轮胎短肩的短肩承载部分,另一侧设置有用于承载轮胎长肩的长肩承载部分,所述短肩承载部分和长肩承载部分远离新型凹槽的一侧均设置有环形加强筋;
所述新型凹槽为多弧R形平面凹槽;
所述多弧R形平面凹槽的底部从短肩承载部分至长肩承载部分的方向上依
次设置有第一凹槽、外凸起以及第二凹槽,所述第一凹槽、外凸起与第二
凹槽之间连续平滑过渡设置。
作为优选,所述第一凹槽的半径R大于第二凹槽的半径R大于外凸起的半径R,所述第一凹槽的半径R:第二凹槽的半径R为1:1.1-1.3。
作为优选,所述第一凹槽与短肩承载部分之间设置有大R凸起。
作为优选,所述大R凸起与第一凹槽和短肩承载部分之间均为连续平滑过渡设置。
一种加工槽底为多弧R形的轻量化车轮的加工方法,具体包括以下步骤:
A、取已经经过初步加工处理的轮辋,利用滚压成型的方式对轮辋凹槽的位置做多弧R形平面处理;
B、将轮辋扩张至标定直径(产品图标准要求);
C、取成品轮辐,通过装配焊接的方式将轮辋和轮辐进行焊接在一起;
D、最后对焊接好的轮辋和轮辐进行涂漆处理,即得到新型轻量化车轮。
作为优选,步骤A中对于多弧R形平面处理,即第一凹槽的半径R为16-20mm,第二凹槽的半径R为19-26mm,外凸起的外径R为12-20mm。
与现有技术相比,本发明的优点和积极效果在于,
1、通过验证此车轮比普通车轮寿命可以提高4-5倍。普通车轮弯曲性能试验30万次合格,40-50多万次就失效。我们创新的此种车轮弯曲性能试验做到190万次仍然完好无损,无失效现象。通过结果验证,证明了轮辋槽底多弧R形的创新设计,它彻底改变了我们传统结构车轮的形状,在强度上超越了我们传统结构车轮轮辋强度,为我国在车轮发展史上谱写了一篇新的创举。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为槽底为多弧R形的轻量化车轮中轮辋的中轴线剖视图;
以上各图中,A、轮辋;1、多弧R形平面凹槽;11、第一凹槽;12、外凸起;13、第二凹槽;2、短肩承载部分;3、长肩承载部分;4、环形加强筋。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
实施例1,如图1所示,本发明提供了一种槽底为多弧R形的轻量化车轮,包括轮辋和轮辐,在本发明中对于轻量化车轮的设计,其轮辋和轮辐的连接方式,也是采用焊接的方式,对于本发明的采用的焊接为:先点焊在圈焊,点焊则是先将轮辋和轮辐进行初步固定,一般点焊的点多为园周均布6-8个,园周焊则是利用相关的设备机器对其进行全方位的焊接,焊接完了之后,在进行打磨,即形成了最终的轻量化车轮,对于轮辋的厚度,发明人也是有要求的,即其厚度为2.5-8.0mm,只有厚度在上述的区间内才能够实现上述的设计,如果在薄一些或者再厚一些就会失去轮辋本身的性能,其材料则是选用高强度钢420-780车轮专用钢,及普通各种车轮用钢。
下面具体说一下,为了提高整体轮辋的效果,发明人在轮辋上做的新型设计,其轮辋的中部设置了新型凹槽,对此凹槽来说,该新型凹槽为多弧R行平面凹槽,之所以进行命名,只因为该凹槽整体的设计则是平滑过渡的,并且整体也是R凸和R凹的设计方式,除此之外,如图1所示,其新型凹槽的一侧设置了用于承载轮胎短肩的短肩承载部分,另一侧设置了用于承载轮胎长肩的长肩承载部分,短肩承载部分和长肩承载部分远离新型凹槽的一侧均设置了环形加强筋,短肩承载部分则是用于承载轮胎短肩的、设置在凹槽的一侧,长肩承载部分则是用于承载轮胎长肩的、设置在凹槽的另一侧,其环形加强筋的设计也是为了提高其轮辋整体的韧性以及整体的效果,消除轮辋槽底应力。
如图1所示,其多弧R形平面凹槽的底部从短肩承载部分至长肩承载部分的方向上依次设置有第一凹槽、外凸起以及第二凹槽,其第一凹槽、外凸起与第二凹槽之间连续平滑过渡设置,从图1中可以看出,该多弧R形平面凹槽的整体形状为不规则的W型的设计方式,这样可以很好的提高轮辋凹槽的整体强度,这里需要注意的是,再具体设计的时候,要满足第一凹槽的半径R大于第二凹槽的半径R大于外凸起的半径R的要求,并且其第一凹槽的半径R:第二凹槽的半径R为1:1.1-1.3。
除了上述的设计之外,发明人还做了以下的设计:
第一凹槽与短肩承载部分之间设置了大R凸起;
大R凸起与第一凹槽和短肩承载部分之间均为连续平滑过渡设置。
除了上述的结构设计之外,很明显的就是该轮辋具体的加工方法,即一种槽底为多弧R形的轻量化车轮的加工方法。
简单的点说,即为:
A、取已经经过初步加工处理的轮辋,利用滚压成型的方式对轮辋凹槽的位置做多弧R形平面处理;步骤A中对于多弧R形平面处理,即第一凹槽的半径R为16-20mm,第二凹槽的半径R为19-26mm,外凸起的外径R为12-20mm;
B、将轮辋扩张至标定直径;由于轮辋槽底在成型时轮辋会产生椭圆2-3mm,为了保证每个轮辋尺寸的统一性,通过轮辋扩涨摸在500吨压力机上进行轮辋扩涨从而得到每个轮辋尺寸的统一标准。
C、取成品轮辐,通过焊接的方式将轮辋和轮辐进行焊接在一起;
D、最后对焊接好的轮辋和轮辐进行涂漆处理,即得到新型轻量化车轮。
而我们发明的专利突破了传统生产形式,在传统生产结构上进行了新突破,彻底解决了这一新的课题。
通过验证此车轮比普通车轮寿命可以提高4-5倍。普通车轮弯曲性能试验30万次合格,40-50多万次就失效。我们创新的此种车轮弯曲性能试验做到190万次仍然完好无损,无失效现象。通过结果验证,证明了轮辋槽底多弧R形的创新设计,它彻底改变了我们传统结构车轮的形状,在强度上超越了我们传统结构车轮轮辋强度,为我国在车轮发展史上谱写了一篇新的创举.
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明作其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域,但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (6)
1.一种槽底为多弧R形的轻量化车轮,包括轮辋以及通过焊接与轮辋连接设置的轮辐,其特征在于,所述轮辋的中部设置有新型凹槽,所述新型凹槽的一侧设置有用于承载轮胎短肩的短肩承载部分,另一侧设置有用于承载轮胎长肩的长肩承载部分,所述短肩承载部分和长肩承载部分远离新型凹槽的一侧均设置有环形加强筋;
所述新型凹槽为多弧R形平面凹槽;
所述多弧R形平面凹槽的底部从短肩承载部分至长肩承载部分的方向上依次设置有第一凹槽、外凸起以及第二凹槽,所述第一凹槽、外凸起与第二凹槽之间连续平滑过渡设置。
2.根据权利要求1所述的一种槽底为多弧R形的轻量化车轮,其特征在于,所述第一凹槽的半径R大于第二凹槽的半径R大于外凸起的半径R,所述第一凹槽的半径R:第二凹槽的半径R为1:1.1-1.3。
3.根据权利要求2所述的一种槽底为多弧R形的轻量化车轮,其特征在于,所述第一凹槽与短肩承载部分之间设置有大R凸起。
4.根据权利要求3所述的一种槽底为多弧R形的轻量化车轮,其特征在于,所述大R凸起与第一凹槽和短肩承载部分之间均为连续平滑过渡设置。
5.一种加工权利要求1-3中任意一项中所述的一种槽底为多弧R形的轻量化车轮的方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
A、取已经经过初步加工处理的轮辋,利用滚压成型的方式对轮辋凹槽的位置做多弧R形平面处理;
B、将轮辋扩张至标定直径;
C、取成品轮辐,通过装配焊接的方式将轮辋和轮辐进行焊接在一起;
D、最后对焊接好的轮辋和轮辐进行涂漆处理,即得到新型轻量化车轮。
6.根据权利要求5所述的一种加工权利要求1-3中任意一项中所述的一种槽底为多弧R形的轻量化车轮的方法,其特征在于,步骤A中对于多弧R形平面处理,即第一凹槽的半径R为16-20mm,第二凹槽的半径R为19-26mm,外凸起的外径R为12-20mm。
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