CN109664678A - 一种整体式车轮及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种整体式车轮及其制备方法，所述车轮包括轮辋和轮辐，所述轮辋和轮辐为整体式，所述轮辋的中部设置有凹槽，所述凹槽的一侧设置有短肩胎圈座，另一侧设置有长肩胎圈座，在长肩胎圈座与凹槽相衔接处设置有环形加强凸起，所述轮辋一端设有环形轮缘，另一端设有锁圈槽，所述的锁圈槽与轮辐衔接处为整体衔接，安全隐患低，行驶的安全性高，制备方法简单，将轮辋和轮辐整体旋压成型，这样材料利用率由原来的54%‑57%，提高到现在93%‑96%，而且还大大的节约了加工工序，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明属于车轮及其加工技术领域，具体涉及一种高承载整体式车轮及其制备方法。
背景技术
车轮的胎圈座是承载轮胎的，轮胎在承受载荷后重力将作用于车轮的胎圈座，在车辆行驶转弯过程中，受扭力及冲击力的影响，往往会产生轮辋应力集中，造成车轮变形与损坏，给行驶带来了不安全因素，并且原有的轮辐和轮辋装配焊接车轮，在行驶的过程中，存在脱焊，漏气等安全隐患，而且传统车轮的制备工艺是将轮辐和轮辋单独加工，通过焊接制作成车轮，序多且时间长，制作过程比较繁琐。
发明内容
为了克服现有技术领域存在的上述技术问题，本发明的目的在于，提供一种整体式车轮及其制备方法，安全隐患低，行驶的安全性高，制备方法简单，节约了大量能源，节能减排，降低了生产成本。
一种整体式车轮，所述车轮包括轮辋和轮辐，所述轮辋和轮辐为整体式，所述轮辋的中部设置有凹槽，所述凹槽的一侧设置有短肩胎圈座，另一侧设置有长肩胎圈座，在长肩胎圈座与凹槽相衔接处设置有环形加强凸起，所述轮辋一端设有环形轮缘，另一端设有锁圈槽，所述的锁圈槽与轮辐衔接处为整体衔接。
所述凹槽包括槽底、第一侧壁和第二侧壁，所述槽底位于第一侧壁和第二侧壁的中间，所述第一侧壁与环形加强凸起相连接，所述第二侧壁与短肩胎圈座相连接。
所述轮辋的壁厚厚度一致，轮辋厚度为6-19mm。
所述轮辋的壁厚厚度不一致。
所述轮辐厚度为10-25mm。
所述环形加强凸起的弧度为40-65°。
所述凹槽内的第二侧壁上设有安装气门嘴的气门嘴安装孔，所述气门嘴内装有与车轮相结合的气门嘴。
所述的环形轮缘的高度为15mm-50mm。
所述凹槽的槽深为7-30mm，所述的槽口的宽度与所述的轮辋主体的宽度比例为1.6至1.2之间。
所述的车轮安装平面同挡圈与轮辐衔接处成35°-55°。
一种整体式车轮的制备方法，包括以下步骤：
（一） 裁料：用剪板机将板材剪成需要规格的长方形板；
（二） 卷板：用卷圆机将长方形板进行卷圆处理，卷成圆筒状，即为车轮毛坯；
（三） 焊筒：用对焊机对车轮毛坯上的对接缝进行焊接，得到圆管料；
（四） 清除焊缝残渣：用刨渣机对圆管料的焊缝挤出物进行刨渣处理；
（五） 滚压焊缝：用滚压机对圆管料的焊缝进行滚压处理，增强焊缝强度，使车轮毛坯料形成一个密闭圆筒，圆筒管外径为Φ300-Φ650 mm；
（六） 切渣：用端切机切除焊缝两端焊渣；
（七） 去毛刺：用角磨机磨去焊缝毛刺，得到圆筒状轮辐胚料；
（八） 压型处理：用安装有锥度收缩压型模具的压力机将圆筒状轮辐胚料进行锥度收缩压型处理，得到锥度收缩压型车轮初料；
（九） 冲中心孔：将步骤（八）得到的锥度收缩压型车轮初料放置在冲中心孔模具上，利用冲中心孔设备，进行冲中心孔处理，得到车轮圆锥形初料；
（十） 旋压成型：将车轮圆锥形初料放置在旋压机上进行旋压成型处理，得到旋压成型车轮；
（十一）螺栓孔处理：1）冲螺栓孔：将旋压成型车轮用压力机在冲螺栓孔模具上进行冲螺栓孔处理；2）螺栓孔倒角处理：将冲完螺栓孔的旋压成型车轮放置在倒角机上，进行螺栓孔倒角处理；3)将倒角完成的车轮初料进行磨毛刺处理；
（十二）风孔制作处理：将处理完螺栓孔的旋压成型车轮采用铣床进行风孔制作；
（十三）气门孔制作处理：将铣完风孔的旋压成型车轮进行铣气门孔处理；
（十四）车削处理： 将铣完气门孔的旋压成型车轮放置在车床上，进行车削处理，车削的各尺寸按图纸要求进行制作。
进一步的，所述滚压焊缝步骤，用滚压机对圆管料的焊缝进行滚压处理，增强焊缝强度，使车轮毛坯料形成一个密闭圆筒，圆筒管外径为Φ300-Φ600 mm；
所述板材可以为钢板或者铝合金板两者中的任意一种。
所述车轮压型模具，为带有锥度倾角的上下式模具，即分为上模具、下模具, 所述冲螺栓孔模具，为可调节式车轮冲螺栓孔模具。
本发明提供的一种整体式车轮及其制备方法，其有益效果在于，一种整体式车轮为轮辋和轮辐整体旋压成型的结构，避免了脱焊、漏气等安全隐患，提高安全可靠性，又能降低成本、延长轮胎使用寿命；原有的分开式车轮焊接制作加工工艺变成整体式加工工艺，这样材料利用率由原来的54%-57%，提高到现在93%-96%，而且还大大的节约了加工工序，提高了生产效率。
附图说明
图1是本发明一个实施例的整体结构示意图；
图2为本发明一个实施例的工艺流程示意图；
图3为本发明一个实施例的工艺流程示意图；
图中标注：
1.锁圈槽；2.短肩胎圈座；3.凹槽；4.环形加强凸起；5.环形轮缘；6.长肩胎圈；7.车轮安装平面。
具体实施方式
下面参照附图，结合一个实施例，对本发明提供的一种整体式车轮及其制备方法进行详细的说明。
实施例
参照图1，本实施例的一种整体式车轮，所述车轮包括轮辋和轮辐，所述轮辋和安装平面连接处为整体式衔接，所述轮辋的中部设置有凹槽3，所述凹槽3的一侧设置有短肩胎圈座2，另一侧设置有长肩胎圈座6，在长肩胎圈座6与凹槽3相衔接处设置有环形加强凸起4，所述轮辋一端设有环形轮缘5，另一端设有锁圈槽1，所述的锁圈槽1与轮辐衔接处为整体衔接。
所述凹槽包括槽底、第一侧壁和第二侧壁，所述槽底位于第一侧壁和第二侧壁的中间，所述第一侧壁与环形加强凸起相连接，所述第二侧壁与短肩胎圈座相连接。
所述轮辋的壁厚厚度一致，轮辋厚度为15mm。
所述轮辐厚度为20mm。
所述环形加强凸起的弧度为50°。
所述凹槽内的第二侧壁上设有安装气门嘴的气门嘴安装孔，所述气门嘴内装有与车轮相结合的气门嘴。
所述的环形轮缘的高度为35mm。
所述凹槽的槽深为20mm，所述第一侧壁3-1和第二侧壁3-2的倾角均为45°，所述的槽口的宽度与所述的轮辋主体的宽度比例为1.5。
所述的车轮安装平面7同锁圈槽衔接处β成35°-55°。
一种整体式车轮的制备方法，包括以下步骤：
（一） 裁料：用剪板机将板材剪成需要规格的长方形板；
（二） 卷板：用卷圆机将长方形板进行卷圆处理，卷成圆筒状，即为车轮毛坯；
（三） 焊筒：用对焊机对车轮毛坯上的对接缝进行焊接，得到圆管料；
（四） 清除焊缝残渣：用刨渣机对圆管料的焊缝挤出物进行刨渣处理；
（五） 滚圆：用滚压机对圆管料的焊缝进行滚压处理，增强焊缝强度，使车轮毛坯料形成一个密闭圆筒，圆筒管外径为Φ500 mm；
（六） 切渣：用端切机切除焊缝两端焊渣；
（七） 去毛刺：用角磨机磨去焊缝毛刺，得到圆筒状轮辐胚料；
（八） 压型处理：用安装有锥度收缩压型模具的压力机将圆筒状轮辐胚料进行锥度收缩压型处理，得到锥度收缩压型车轮初料；
（九） 冲中心孔：将步骤（八）得到的锥度收缩压型车轮初料放置在冲中心孔模具上，利用冲中心孔设备，进行冲中心孔处理，得到车轮圆锥形初料；
（十） 旋压成型：将车轮圆锥形初料放置在旋压机上进行旋压成型处理，得到旋压成型车轮；
（十一）螺栓孔处理：1）冲螺栓孔：将旋压成型车轮用压力机在冲螺栓孔模具上进行冲螺栓孔处理；2）螺栓孔倒角处理：将冲完螺栓孔的旋压成型车轮放置在倒角机上，进行螺栓孔倒角处理；3)将倒角完成的车轮初料进行磨毛刺处理；
（十二）风孔制作处理：将处理完螺栓孔的旋压成型车轮采用铣床进行风孔制作；
（十三）气门孔制作处理：将铣完风孔的旋压成型车轮进行铣气门孔处理；
（十四）车削处理： 将铣完气门孔的旋压成型车轮放置在车床上，进行车削处理，车削的各尺寸按图纸要求进行制作。
所述板材可以为钢板或者铝合金板两者中的任意一种。
所述车轮压型模具，为带有锥度倾角的上下式模具，即分为上模具、下模具, 所述冲螺栓孔模具，为可调节式车轮冲螺栓孔模具。
如图2所示，本发明提供了一种汽车车轮整体式的新型加工方法，对于本发明来说，主要是给出的整体式汽车车轮的制作方法，对于车轮的加工来说，发明人将原本的两个环节进行了调整，即由原有的轮辐制作和轮辋制作两个环节，调整为现在的整体式的一个环节，现阶段对于车轮的制作，一般是选取轮辋和轮辐两个步骤制作，即单独的制作轮辋和单独的制作轮辐，进行焊接的到车轮，这样存在的问题就是会产生很多的余料造成极大的浪费，试想一下对全国乃至全世界会产生多大的浪费。
如图3所示，车轮的初料也可以选用无缝钢管或者制作圆筒状钢制材料或者铝合金圆筒材料。
下面具体说一下本发明对于该加工方法的具体设计。
其圆形板初料的制作，具体包括以下步骤：
1、首先采用剪板机对需要加工的车轮板材进行初步处理，即剪成长方形型材；对于车轮板材来说，也是根据车轮各直径的要求进行购买的或者让相关的板材厂家进行制作的，对于其车轮板材的形状一般选用规则的形状，即长方形或者正方形的板材，对于该板材来说，无论是长方形的板材和正方形的板材，其中的短边的长度为长方形型材的长度为最佳，这样可以避免浪费，其另一个边是长方形型材的宽边的倍数为最佳，发明人也是经过大量的试验得出，其倍数为6-8倍是最好的，这样无论是从剪裁上来说，还是从质地均匀上来说都是很优良的；
2、将车轮板材进行长方形型材剪切完之后，则需要利用卷圆机对其长方形型材进行卷圆处理，即卷成圆筒状，即为车轮毛坯，这里需要对圆筒状的车轮毛坯进行说明一下，即在采用卷圆机进行卷圆的时候，需要将长方形型材的两个宽度边进行尽可能的贴合，即长方形型材的长度则为圆筒状车轮毛坯的周长，之后这样才可以更好的节省材料，也为后期将两个宽边焊接进行良好的焊接，即构成一个密封的圆筒状毛坯；
3、采用对焊机对车轮毛坯上的对接缝进行焊接，这里是整个工艺方法中最为重要的部分，要求焊工的熟练技艺，即完成无错位、无裂纹的焊接，使得圆筒状车轮毛坯能够成为一个整体，这样的焊接比原有的焊接方式使焊缝强度增高，避免了焊缝出现开裂现象；
4、焊接完之后，则需要对焊接处进行一系列的处理；
第一步：则是利用刨渣机对焊缝挤出物进行刨渣处理，即清除焊缝多余残渣，也就是说要利用刨渣机对其进行焊缝处全方位的打磨、刨渣，使得该部分尽可能的光滑，与圆筒状车轮毛坯形成一个无痕整体；
第二步：利用滚压机对焊缝进行滚压处理，该部分主要是为了增强焊缝强度，使车轮毛坯更加形成一个密闭圆筒，其滚压压机主要是滚压的焊缝的长度方向上，其两端基本上是不滚压，也不需要滚压，在滚压的过程中使得焊缝出现力的变化，使得焊缝平整无痕；
第三步：利用滚压机对焊缝碾压完了之后，其两端会多出与圆筒状轮辐毛坯的端面突出的地方，该部分则利用端切机对焊缝两端的焊渣进行切渣处理；
第四步：最后利用角磨机磨去焊缝毛刺，即得到圆筒状车轮配料；
经过以上四个大步骤之后，圆筒状轮辐毛坯已经满足了接下来接受形变的所有过程；
5. 得到圆筒状车轮配料之后，则需要一系列的变形工作，即如图2所示压型工序；(这里的圆管料可以自己制作，也可以选用现有的无缝钢制圆管料，或者铝合金圆管料，也可以用铝合金料制作圆筒料）
1）利用锥度收缩压型模具在压力机上对圆筒状车轮坯料进行收缩锥度压型，这里的压型包括锥度压型和平面度的压型，这里的锥度压型模具分为上模具和下模具，模具本身下模具带有一点的倾角，倾角在35°-55°之间，下模具设有固定圆筒料的环形凹面锥度槽，这里做的锥度α范围一般会在40°-50°之间，是比较合理的，经过收缩锥度压型之后，就得到了锥形收缩轮辐初料，其压力机要匀速下降，从而来降低对锥度收缩轮辐初料的损伤。
6.接下来，就是利用该车轮圆锥形板初料来进行车轮的制作了，
具体包括以下步骤：
1)将车轮圆锥形板初料放置在冲中心孔模具上，利用冲中心孔设备，进行冲中心孔处理，得到车轮圆锥形初料，
2)将车轮圆锥形板初料放置在旋压机上进行旋压成型处理，得到旋压成型车轮，这样的旋压整体式的车轮，可以避免原有的轮辐和轮辋焊接起来产生的漏焊，偏焊，而且电流大小作用于车轮，使得车轮出现焊穿，熔深量大等问题，现在的旋压呈整体式，可以避免焊接带来的一系列的问题；
3)将旋压成型车轮用压力机在冲螺栓孔模具上，做冲螺栓孔处理，这里的冲螺栓孔模具分为上模具和下模具，同时上模具和下模具上还装有冲螺栓孔刃口模具，两个模具可以进行位置调节，以方便校准；
4)将冲完螺栓孔的车轮初料放置在倒角机上，进行螺栓孔倒角处理；
5)将倒角完成的车轮初料进行磨毛刺处理；
6)将冲完孔的车轮对其进行铣风孔制作处理，原有的风孔处理方式是利用压力机进行冲压成风孔，这样会使原材料出现风孔凸起物、风孔裂纹、风孔位置度不良的问题，然而利用铣床进行铣风孔可以改变此类问题，提高了加工质量；
7)将铣完风孔的车轮对其进行铣气门孔处理，原有的气门孔是利用冲孔机进行冲压处理，会产生气门嘴孔周边毛刺，变型，从而导致在安装气门嘴时，会使气门嘴胶垫破损，产生漏气现象，现在的铣气门嘴不会出现类似问题；
8)将铣完气门孔的车轮放置在车床上，进行车削处理，车削的各尺寸按车轮图纸要求进行制作。
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 (10)
1.一种整体式车轮，其特征在于：所述车轮包括轮辋和轮辐，所述轮辋和轮辐为整体式，所述轮辋的中部设置有凹槽，所述凹槽的一侧设置有短肩胎圈座，另一侧设置有长肩胎圈座，在长肩胎圈座与凹槽相衔接处设置有环形加强凸起，所述环形加强凸起的弧度为40-65°，所述轮辋一端设有环形轮缘，另一端设有锁圈槽，所述的锁圈槽与轮辐衔接处为整体衔接。
2.根据权利要求1所述的一种整体式车轮，其特征在于：所述凹槽包括槽底、第一侧壁和第二侧壁，所述槽底位于第一侧壁和第二侧壁的中间，所述第一侧壁与环形加强凸起相连接，所述第二侧壁与短肩胎圈座相连接。
3.根据权利要求1所述的一种整体式车轮，其特征在于：所述轮辋的壁厚厚度一致，轮辋厚度为6-19mm。
4.根据权利要求1所述的一种整体式车轮，其特征在于：所述轮辋的壁厚厚度不一致。
5.根据权利要求1所述的一种整体式车轮，其特征在于：所述轮辐厚度为10-25mm。
6.根据权利要求1所述的一种整体式车轮，其特征在于：所述环形加强凸起的弧度为40-65°。
7.根据权利要求1所述的一种整体式车轮，其特征在于：所述凹槽的槽深为7-30mm，所述的槽口的宽度与所述的轮辋主体的宽度比例为1.6至1.2之间。
8.一种整体式车轮的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(一)裁料：用剪板机将板材剪成需要规格的长方形板；
(二)卷板：用卷圆机将长方形板进行卷圆处理，卷成圆筒状，即为车轮毛坯；
(三)焊筒：用对焊机对车轮毛坯上的对接缝进行焊接，得到圆管料；
(四)清除焊缝残渣：用刨渣机对圆管料的焊缝挤出物进行刨渣处理；
(五)滚压焊缝：用滚压机对圆管料的焊缝进行滚压处理，增强焊缝强度，使车轮毛坯料形成一个密闭圆筒，圆筒管直径为Φ300-Φ600mm；
(六)切渣：用端切机切除焊缝两端焊渣；
(七)去毛刺：用角磨机磨去焊缝毛刺，得到圆筒状轮辐胚料；
(八)压型处理：用安装有锥度收缩压型模具的压力机将圆筒状轮辐胚料进行锥度收缩压型处理，得到锥度收缩压型车轮初料；
(九)冲中心孔：将步骤(八)得到的锥度收缩压型车轮初料放置在冲中心孔模具上，利用冲中心孔设备，进行冲中心孔处理，得到车轮圆锥形初料；
(十)旋压成型：将车轮圆锥形初料放置在旋压机上进行旋压成型处理，得到旋压成型车轮；
(十一)螺栓孔处理：1)冲螺栓孔：将旋压成型车轮用压力机在冲螺栓孔模具上进行冲螺栓孔处理；2)螺栓孔倒角处理：将冲完螺栓孔的旋压成型车轮放置在倒角机上，进行螺栓孔倒角处理；3)将倒角完成的车轮初料进行磨毛刺处理；
(十二)风孔制作处理：将处理完螺栓孔的旋压成型车轮采用数控铣床进行风孔制作；
(十三)气门孔制作处理：将铣完风孔的旋压成型车轮进行铣气门孔处理；
(十四)车削处理：将铣完气门孔的旋压成型车轮放置在数控车床上，进行车削处理，车削的各尺寸按图纸要求进行制作。
9.根据权利要求8所述的一种整体式车轮的制备方法，其特征在于：所述板材可以为钢板或者铝合金板两者中的任意一种。
10.根据权利要求8所述的一种整体式车轮的制备方法，其特征在于：所述车轮压型模具，为带有锥度倾角的上下式模具，即分为上模具、下模具，所述冲螺栓孔模具，为可调节式车轮冲螺栓孔模具。
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