CN109774372A - 一种车轮轮辐及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种车轮轮辐，包括：位于中央的安装面、以及位于外周并与所述安装面成设定角度的旋压面；在所述旋压面上沿圆周方向设置有若干散热孔；与散热孔中心点处的旋压面圆周切线呈45度角的两条直线与散热孔边沿的交点位置，按照设定宽度设置有整圈的加厚部。上述车轮轮辐有针对性地在与散热孔中心点处的旋压面圆周切线呈45度角的两条直线与散热孔边沿的交点位置，按照设定宽度设置整圈的加厚部，能够直接、有效地加强该车轮轮辐的强度；由于仅在强度薄弱位置设置加厚部，在一些可选的方案中，还在强度富余部位设有整圈减薄部位，使本方案能够控制车轮轮辐整体质量，提高车轮轮辐整体性能。本申请还提供一种生产上述车轮轮辐的方法。

Description

一种车轮轮辐及其生产方法

技术领域

本申请涉及汽车车轮制造领域，具体提供了一种车轮轮辐；本申请同时提供了一种生产该车轮轮辐的车轮轮辐的生产方法。

背景技术

随着社会的发展和进步，汽车在人们的日常生活变得越来越普及。在汽车普及的同时，人们对汽车的性能要求越来越高。车轮作为汽车簧下的重要部件，其安全性与质量对提高整车性能就显得十分重要。

汽车车轮包括轮辐和轮辋，它通过轮毂与汽车本体相连。其中，按照轮辐的结构，车轮分为辐板式和辐条式，目前商用车一般采用辐板式轮辐。为了保证整车的散热性以及降低车轮整体的质量，降低汽车的整体质量，从而尽可能地提高汽车的动力性，辐板式轮辐上必须设置散热孔。但是，由于散热孔为通孔结构，所以，散热孔处强度减弱，在服役过程中车轮容易从散热孔处发生失效。为了防止这种情况的发生，在生产车轮时，通常会对散热孔处进行加厚。

在现有技术中，对轮辐散热孔强度加强是通过对散热孔周围材料整体增厚形成一个凸台来实现的。但是这种方法增加了散热孔周围全部材料的料厚，大幅度的增加了轮辐的整体质量，同时这种轮辐对应的车轮生产工艺较复杂，会增加一定的制造成本。

发明内容

本申请提供一种车轮轮辐及其对应的车轮轮辐生产方法，解决现有车轮轮辐在加强散热孔处强度的同时，会大幅度增加车轮轮辐的质量，以及现有车轮轮辐生产方法工艺复杂，制作成本高的问题。

本申请提供一种车轮轮辐，包括：

位于中央的安装面、以及位于外周并与所述安装面成设定角度的旋压面；在所述旋压面上沿圆周方向设置有若干散热孔；

与散热孔中心点处的旋压面圆周切线呈45度角的两条直线与散热孔边沿的交点位置，按照设定宽度设置成整圈的加厚部。

可选的，所述加厚部所在位置位于所述于所述旋压面的外表面和/或内表面。

可选的，所述旋压面还设置有整圈的减薄部。

可选的，所述减薄部所在位置位于所述于所述旋压面的外表面或者内表面。

可选的，所述安装面中心处设置有中心孔。

可选的，所述安装面上还设置有螺栓孔，所述螺栓孔沿周沿方向分布在所述中心孔周边。

可选的，所述散热孔为圆形或者椭圆形通孔。

本申请还提供一种车轮轮辐的生产方法，包括：

根据设定参数将轮辐圆饼料旋压形成中央为安装面、外周为旋压面的轮辐旋压件；在旋压过程中，使旋压面在指定位置形成整圈加厚的加厚部；

根据设定参数对所述轮辐旋压件进行冲孔工序；使在所述旋压面上沿圆周方向分布有若干散热孔，以及与每一所述散热孔中心点处的旋压面圆周切线呈45度角的两条直线与散热孔边沿的交点位置位于所述加厚部；

将进行冲孔工序后的所述轮辐旋压件进行后续加工获得成品轮辐。

可选的，所述在旋压过程中，使旋压面在指定位置形成整圈加厚的加厚部包括，使所述旋压面在内表面和/或外表面的指定位置形成整圈加厚的加厚部。

可选的，还包括，在旋压过程中，使旋压面在指定位置之外的位置形成整圈减薄的减薄部。

可选的，所述使旋压面在指定位置之外的位置形成整圈减薄的减薄部包括，使旋压面在内表面和/或外表面指定位置之外的位置形成整圈减薄的减薄部。

可选的，所述根据设定参数对所述轮辐旋压件进行冲孔工序，还包括在所述安装面中心位置冲中心孔。

可选的，所述根据设定参数对所述轮辐旋压件进行冲孔工序，还包括在所述安装面上冲螺栓孔，并使所述螺栓孔沿周沿方向分布在所述中心孔周边。

与现有技术相比，本申请具有以下优点：

本申请提供的车轮轮辐仅在与散热孔中心点处的旋压面圆周切线呈45度角的两条直线与散热孔边沿的交点位置，按照设定宽度设置有整圈的加厚部，而且由对轮辐结构CAE仿真分析可知，此处为轮辐应力最大位置，及车轮轮辐在使用中疲劳失效裂纹的常起源处。即，车轮轮辐强度薄弱位置。本申请有针对性地在车轮轮辐强度薄弱位置设定宽度设置有整圈的加厚部不仅能够直接、有效地加强该车轮轮辐的强度，由于仅在强度薄弱位置设置有整圈的加厚部，使本申请提供的车轮轮辐能够控制车轮轮辐整体质量，有效的降低车轮轮辐质量的增加，从而提高了车轮轮辐的整体性能。

本申请优选方式中提供的车轮轮辐，加厚部可以有选择的设置于旋压面的内表面和/或外表面。这样，可以根据对车轮轮辐强度及性能的具体的需求来灵活地调整加厚部的位置，使该车轮轮辐适用范围更广。

本申请另一种优选方式中提供的车轮轮辐，旋压面在设置有加厚部之外的位置还设置有整圈的减薄部。这样，能够将车轮轮辐强度富余位置的材料进行减薄，从而降低车轮轮辐的重量，让汽车更为轻量化，提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低污染排放，并且不会影响车轮轮辐的强度。

本申请又一种优选方式中提供的车轮轮辐，将减薄部设置于旋压面的外表面或者内表面。这样，可以根据对车轮轮辐强度及性能的具体的需求来灵活地调整减薄部的位置，使该车轮轮辐适用范围更广。

本申请又一种优选方式中提供的车轮轮辐，将散热孔设置为圆形或者椭圆形通孔。能够使车轮轮辐外观的选择性增加，而且还能根据车轮轮辐不同受力需求有选择地调整散热孔形状。

本申请提供的一种车轮轮辐的生产方法，用于生产本申请提供的车轮轮辐，而且本申请实施例中提供的轮轮辐的生产方法，仅需要在旋压过程中使旋压面在指定位置形成整圈加厚的加厚部，生产工艺简单，生产成本低。

附图说明

图1是本申请实施例一提供的车轮轮辐结构示意图。

图2是本申请实施例一提供的轮辐散热孔及其周边结构示意图。

图3是本申请实施例二提供的一种车轮轮辐的生产流程图。

图4是本申请实施例二提供的一种轮辐旋压流程图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

实施例一

本申请实施例一提供一种车轮轮辐，所述车轮轮辐具体实施例如下：

以下结合图1至图2对本申请提供的车轮轮辐进行说明。

请参照图1，其出示了本申请实施例一提供的车轮轮辐结构示意图。本申请实施例提供的车轮轮辐，包括：位于中央的安装面1、以及位于外周并与安装面1成设定角度的旋压面2。其中，在该旋压面2上沿圆周方向设置有若干散热孔3。

轮辐是车轮的组成部分，它与轮辋一同构成车轮整体。在连接车轮轮辐与轮辋时，需要将轮辐边缘的外表面22跟轮辋的安装轮辐位置的内表面连接，然后通过焊接或者使用连接件连接的方式，使轮辐和轮辋形成一个车轮整体。对于车轮轮辐而言，按照轮辐的结构的不同，轮辐可分为辐板式轮辐和辐条式轮辐。本申请实施例中提供的车轮轮辐就属于辐板式轮辐。本申请实施例一中具体以商用车的车轮轮辐为例，具体对本申请提供的车轮轮辐进行详细地介绍，当然，本申请提供的车轮轮辐也可以用作其他类型的汽车的车轮轮辐，在此不做限定。

辐板式轮辐大多由钢质板料旋压而来，而且为了提高车轮轮辐的刚度，经常将钢质圆板常旋压成起伏各样形状。本申请实施例一中的车轮轮辐就是由轮辐圆饼料一次旋压而成的轮辐安装面1与轮辐旋压面2为一体的车轮轮辐。其中，安装面1位于车轮轮辐中央用于连接轮毂和车轮，旋压面2位于外周用于连接车轮轮辐和轮辋，从而构成车轮整体。安装面1为有一定半径的圆形结构，其外圆边沿与旋压面2的内圆边沿一体式连接。而且，为了提高车轮轮辐的刚度，在旋压过程中需要将旋压面2旋压形成变截面。与此同时，安装面1和旋压面2之间就会成一定的角度，该角度是根据车轮的大小和车轮的受力情况预先设定的，并且在旋压过程中，将位于中央的安装面1和位于外周的旋压面2成该设定角度。

生产制造车轮轮辐时，为了减轻车轮质量，以及为了方便制动器散热，在辐板式轮辐上都会设置有若干散热孔3。本申请实施例一中提供的车轮轮辐在旋压面2上沿圆周方向设置有若干散热孔3。该散热孔3为圆形或者椭圆形通孔，当然也可以为其它形状的通孔，本申请提供的车轮轮辐对散热孔3的具体形状不做限定。将散热孔3可选择地设置为圆形、椭圆形或其它形式的通孔，能够使车轮轮辐外观的选择性增加，而且在生产车轮轮辐时，还能根据车轮轮辐不同受力需求有选择地调整散热孔3形状。本申请实施例一中的车轮轮辐优选地设置为圆形通孔。

在不改变车轮轮辐材料强度等级的前提下，为实现车轮轮辐的轻量化，就必须对车轮轮辐进行整体的减薄。但是，减薄会让车轮轮辐的整体刚度下降，特别是散热孔3及其周边容易发生形变，或者产生裂纹。此时，为了防止此类情况的发生，在生产车轮轮辐时会对散热孔3处进行加厚处理。但是，将散热孔3周围全都加厚，会导致车轮轮辐的减重效果不明显，从而影响使车轮轮辐整体的轻量化。

请参照图2，其出示了本申请实施例一提供的轮辐散热孔3及其周边结构示意图。在经过对车轮轮辐结构CAE((Computer Aided Engineering)是用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法)仿真分析，车轮轮辐受力最大、强度最薄弱的位置，为与散热孔3中心点处的旋压面圆周切线呈45度角的两条直线与散热孔3边沿的交点位置23(以下统一称为强度薄弱位置)，而且实际车轮的开裂，一般也是由于与散热孔3中心点处的旋压面圆周切线呈45度角的两条直线与散热孔3边沿的交点位置23，出现裂纹，并且裂纹发生扩展导致的。本实施例在将车轮轮辐进行整体减薄前提下，在两强度薄弱位置有针对性地设置有加厚部4，无须在散热孔3周边的全部位置都进行加厚。这样，不仅能够直接、有效地加强该车轮轮辐的强度，而且由于仅在强度薄弱位置设置有整圈的加厚部，能够降低车轮轮辐整体质量的增加，从而提高车轮轮辐的整体性能。此外，相对于将散热孔3周边全部加厚，仅在车轮轮辐强度薄弱位置设置加厚部4所使用的生产工艺更为简单方便。

具有不同形状散热孔3的中心点是不同的，如本申请实施例一中提供的车轮轮辐的圆形散热孔3其中心为圆形的圆心。加厚部4是整圈设置的，即，与每一散热孔3中心点处的旋压面圆周切线呈45度角的两条直线与散热孔3边沿的交点位置23都会处在加厚部4内。加厚部4的宽度根据轮辐的大小承重、散热孔3的大小等来决定。

在设置加厚部4时，可以将其可以有选择的设置于旋压面2的内表面21和/或外表面22。即，仅在旋压面2的内表面21或外表面22设置一加厚部4，或者在旋压面2的内表面21和外表面22同时设置一加厚部4。这样，可以根据对车轮轮辐强度及性能的具体的需求来灵活地调整加厚部4的位置，使该车轮轮辐适用范围更广。

汽车的动力性与汽车整体的质量有直接的关系，所以，为了提高汽车的动力性，最直接的方法就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能的让汽车轻量化，降低汽车的整体质量。其中，车轮作为整车簧下旋转件其质量降低对整车轻量化具有十分突出的贡献。但是，在不改变原材料强度等级前提下，降低车轮重量就意味着需要对材料的厚度进行减薄。本申请实施例一中提供的车轮轮辐在旋压面2上还设置有整圈的减薄部5，即，在车轮轮辐旋压面2设置加厚部4之外的位置(以下统称为强度富余位置)进行整圈的减薄，从而使车轮的质量降低，并进而获得整车轻量化的效果，使汽车能够减少燃料消耗并降低汽车的污染气体排放量。

需要说明的是，可以在强度富余位置全部都设置有减薄部5，也可以仅在强度富余位置的部分位置处设置有减薄部5。该强度富余位置全部都设置有减薄部5与加厚部4一样，能够设置于旋压面2的外表面21和/或者内表面22。这样，可以根据对车轮轮辐强度及性能的具体的需求来灵活地调整减薄部的位置，使该车轮轮辐适用范围更广。

请再参照图1，车轮轮辐用于连接车轮与汽车本体，具体的，在车轮轮辐安装面1中心处设置有中心孔6，然后轮毂能够通过该中心孔6将车轮与汽车本体连接起来。在连接轮毂和车轮时，轮毂的端部部分会穿过该中心孔6，然后将车轮通过轮辐固定在轮毂端部即可。此时，本申请实施例一中提供的车轮轮辐在安装面1上还设置有若干螺栓孔7，螺栓孔7沿周沿方向分布在中心孔6周边。这样，就能够使用螺栓将轮辐固定在轮毂端部，从而实现车轮与汽车本体的连接。

实施例二

在上述的实施例中，提供了一种车轮轮辐，与之相对应的，本申请实施例二提供了一种车轮轮辐的生产方法。该方法实施例用于生产产品实施例中的产品，相关之处参见产品实施例的部分说明即可。

该车轮轮辐的生产方法具体实施例如下：

参照图3，其示出了本申请实施例二提供的一种车轮轮辐的生产流程图。本申请实施例二具体以生产商用汽车为例，对该车轮轮辐的生产方法进行详细说明，该车轮轮辐的生产方法步骤如下：

步骤S301：根据设定参数将轮辐圆饼料旋压形成中央为安装面、外周为旋压面的轮辐旋压件；在旋压过程中，使旋压面在指定位置形成整圈加厚的加厚部。

具体的，在生产车轮轮辐之前，需要确定设定参数。即，根据需求预设设定好车轮轮辐的相关生产参数，如：轮辐圆饼料的大小、厚度，车轮轮辐安装面、旋压面各自的大小以及面积，以及安装面与旋压面之间的地夹角，散热孔、中心孔及螺栓孔各自的位置、个数、形状以及大小。在确定好散热孔的参数后，进一步确定出与预先设定的散热孔中心点处的旋压面圆周切线呈45度角的两条直线与预先设定的散热孔边沿的交点位置，确定轮辐加厚或减薄的位置，以确定轮辐旋压面的截形。本申请实施例二中提供的车轮轮辐的生产方法，需要根据预先设置好的散热孔的位置，确定出旋压面圆周上与所述预定的散热孔中心点处呈45度角的两条切线与所述预定的散热孔边沿的交点位置。由于确定旋压在前，冲散热孔在后，此处将由预定的散热孔确定的交点位置称为指定位置。

参照图4，其示出了本申请实施例二提供的一种轮辐旋压流程图。在确定好车轮轮辐相关生产参数后，即可使用轮辐旋压装置400对轮辐圆饼料1进行强力旋压工艺。具体的，在旋压之前先使用旋尾顶装置401将轮辐圆饼料402顶住并紧靠芯模403，然后控制旋轮404从轮辐圆饼料402中间开始往外旋压，同时使己旋压的轮辐圆饼料402处于拉应力状态，而未旋压的部分处于无应力状态，并随同旋轮的运动向进给方向流动。其中，芯模403是根据车轮轮辐的设定参数，预先设置好具有车轮轮辐形状的模具。在旋压过程中，控制旋轮力在轮辐圆饼料402的旋压面的指定位置形成整圈加厚的加厚部。

在旋压过程中，被顶靠在旋尾顶装置401和芯模403之间的轮辐圆饼料402，能够在轮辐旋压装置400机床主轴405带动芯模403转动时，跟随芯模403一同转动。。在轮辐圆饼料402和芯模403转动时，控制旋轮404作用于轮辐圆饼料402上做立体靠模运动，即可按照设定参数完成对轮辐圆饼料402的旋压。当轮辐圆饼料402和芯模403周向转动时，控制旋轮404随机床主轴405按预设定轨迹前后移动并做立体靠模运动，即可将轮辐圆饼料402旋压形成内表面与芯模403相同的形状。当轮辐圆饼料402和芯模403周向转动时，控制旋轮404固定并做立体靠模运动；或者当轮辐圆饼料402和芯模403同时进行轴向转动和轴向转动时，控制旋轮404与芯模403的轴向转动速度相同前后移动，并做立体靠模运动，都能够对轮辐圆饼料402进行磨削，使轮辐圆饼料402旋压形成在设定位置被消磨且与芯模403相同的形状。在磨削过程中，通过进一步控制旋轮404按与设定轨迹做立体靠模运动，即可在轮辐圆饼料402磨削出加厚部和减薄部。

本申请实施例二中，旋压之前，先将确定好车轮轮辐相关生产参数输入轮辐旋压装置400，然后启动轮辐旋压装置400即可根据设定参数将轮辐圆饼料旋压形成中央为安装面、外周为旋压面的轮辐旋压件，并且在旋压面在指定位置能够形成整圈加厚的加厚部。

需要说明的是，在旋压过程中，使旋压面在指定位置形成整圈加厚的加厚部，具体包括,使旋压面在内表面和/或外表面的指定位置形成整圈加厚的加厚部。同时，若需要降低车轮轮辐的质量，还可以在在旋压过程中，使旋压面上形成整圈减薄的减薄部。与此同时，使旋压面上形成整圈减薄的减薄部包括，使旋压面在内表面和/或外表面指定位置之外的位置形成整圈减薄的减薄部。

旋压完成后，形成的轮辐旋压件具有车轮的轮辐的基本形状，且该车轮轮辐包括：位于中央的安装面、以及位于外周并与安装面成设定角度的旋压面。在形成轮辐旋压件后，还需要对该轮辐旋压件进行进一步的处理。

步骤S302：根据设定参数对所述轮辐旋压件进行冲孔工序。

冲孔工艺包括对轮辐旋压件冲散热孔，使在旋压面上沿圆周方向分布有若干散热孔，以及与每一散热孔中心点处的旋压面圆周切线呈45度角的两条直线与散热孔边沿的交点位置与所述指定位置重合。冲散热孔时需要根据在步骤S1预先设定的散热孔设定参数进行，散热孔的位置、大小、形状等都是确定好的。

根据设定参数对轮辐旋压件进行冲孔工序，还包括在安装面中心位置冲中心孔。冲中心孔时同样需要根据在步骤S301预先设定的中心孔设定参数进行，中心孔的大小、形状等都是确定好的。

根据设定参数对所述轮辐旋压件进行冲孔工序，还包括在安装面上冲螺栓孔，并使所述螺栓孔沿周沿方向分布在所述中心孔周边。

在将旋压成型的轮辐旋压件的进行冲孔工艺后，还需要通过后续的加工才能获取成品轮辐。

步骤S303：将进行冲孔工序后的所述轮辐旋压件进行后续加工获得成品轮辐。

该步骤具体包括对进行冲孔工序后的轮辐旋压件通过后续车削加工获得成品轮辐。具体的，就是在车床上，利用工件的旋转运动和刀具的直线运动或曲线运动来改变的进行冲孔工序后的轮辐旋压件形状和尺寸，让其符合设定参数。车削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。车削是最基本、最常见的切削加工方法，在生产中占有十分重要的地位。车削适于加工回转表面，大部分具有回转表面的工件都可以用车削方法加工，如内外圆柱面、内外圆锥面、端面、沟槽、螺纹和回转成形面等，所用刀具主要是车刀。

本申请虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本申请，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。

Claims (13)

1.一种车轮轮辐，其特征在于，包括：位于中央的安装面、以及位于外周并与所述安装面成设定角度的旋压面；在所述旋压面上沿圆周方向设置有若干散热孔；

与散热孔中心点处的旋压面圆周切线呈45度角的两条直线与散热孔边沿的交点位置，按照设定宽度设置有整圈的加厚部。

2.根据权利要求1所述的车轮轮辐，其特征在于，所述加厚部设置于所述旋压面的外表面和/或内表面。

3.根据权利要求1或2所述的车轮轮辐，其特征在于，所述旋压面还设置有整圈的减薄部。

4.根据权利要求3所述的车轮轮辐，其特征在于，所述减薄部设置于所述旋压面的外表面和/或内表面。

5.根据权利要求1所述的车轮轮辐，其特征在于，所述安装面中心处设置有中心孔。

6.根据权利要求5所述的车轮轮辐，其特征在于，所述安装面上还设置有螺栓孔，所述螺栓孔沿周沿方向分布在所述中心孔周边。

7.根据权利要求1所述的车轮轮辐，其特征在于，所述散热孔为圆形或者椭圆形通孔。

8.一种车轮轮辐的生产方法，其特征在于，包括：

根据设定参数将轮辐圆饼料旋压形成中央为安装面、外周为旋压面的轮辐旋压件；在旋压过程中，使旋压面在指定位置形成整圈加厚的加厚部；

根据设定参数对所述轮辐旋压件进行冲孔工序；使在所述旋压面上沿圆周方向分布有若干散热孔，以及与每一所述散热孔中心点处的旋压面圆周切线呈45度角的两条直线与散热孔边沿的交点位置位于所述加厚部；

将进行冲孔工序后的所述轮辐旋压件进行后续加工获得成品轮辐。

9.根据权利要求8所述的车轮轮辐的生产方法，其特征在于，所述在旋压过程中，使旋压面在指定位置形成整圈加厚的加厚部包括，使所述旋压面在内表面和/或外表面的指定位置形成整圈加厚的加厚部。

10.根据权利要求8或9所述的车轮轮辐的生产方法，其特征在于，还包括，在旋压过程中，使旋压面上形成整圈减薄的减薄部。

11.根据权利要求10所述的车轮轮辐的生产方法，其特征在于，所述使旋压面在指定位置之外的位置形成整圈减薄的减薄部包括，使旋压面在内表面和/或外表面指定位置之外的位置形成整圈减薄的减薄部。

12.根据权利要求8所述的车轮轮辐的生产方法，其特征在于，所述根据设定参数对所述轮辐旋压件进行冲孔工序，还包括在所述安装面中心位置冲中心孔。

13.根据权利要求12所述的车轮轮辐的生产方法，其特征在于，所述根据设定参数对所述轮辐旋压件进行冲孔工序，还包括在所述安装面上冲螺栓孔，并使所述螺栓孔沿周沿方向分布在所述中心孔周边。