CN1109612C - 机动车车轮及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种有三部分或四部分的摩托车轮，可通过减少步骤数量或简化步骤以减少焊接时间来制造。为制造具有轴套、轮毂、辐条和轮辋的摩托车轮，该四部分被成型并置于装配夹具中装配成完整的车轮形，轴套和轮毂的连接区域及轮毂和辐条的连接区域由在大致平行于轮轴的单独方向施加的激光束激光焊接，辐条和轮辋的连接区域由在大致平行或垂直于轮轴的单独方向施加的激光束激光焊接。焊接的车轮不需要修整来消除热应变和修正不均匀，可减少步骤数量或简化步骤。

Description

机动车车轮及其制造方法

本发明涉及由多个部分连接在一起制成的机动车车轮，及这种机动车车轮的制造方法。

从前，如附图5和所示，常规的机动车车轮包括4个部分，即一个轴在其中穿过的一个轴套51、一个固定并连接在该轴套51上的一个轮毂52、一系列辐条53，及一个通过该辐条53与轮毂52连接的轮辋54。另一种常规机动车车轮(未示出)包括三个部分，即：一个轴套51、辐条53和一个通过辐条53与轴套51连接的轮辋54。

包括4个部分的常规机动车车轮如下：如附图8所示，把压制成型的辐条53的外端在区域“a”(见图5)点焊在辊压成型的轮辋54环形内表面上，然后电弧对接焊接。轮毂52压制成型，轴套51锻造成型，并在经粗加工的环形内表面上在其轴向相对区域“b”、“c”(见图6)上用金属焊条惰性气体保护焊接。然后，在沿着轮毂52的整个环形外表面的区域“d”上，辐条53的内端与该辐毂52的环形外表面用金属焊条惰性气体保护焊接，进一步，该轴套51和轮毂52被精加工，并消除由焊接过程产生热应变的不稳定。

上述制造过程是用来制造附图7所示有三个部分的机动车车轮的。

该常规制造过程是费时的，因为要求所需焊接强度的轮的区域，即区域“b”、“c”，必须在轴向相对方向上焊接，此外，因为焊接过程中热对轮的部分影响很大，它们必须在焊接过程后消除热应变的不稳定。

本发明的目的在于提供一种机动车车轮，它可以在保持要求的公差而减少焊接时间周期下制造，这是通过减少制造步骤或简化制造步骤实现的。

为了实现上述目的，根据本发明提供了一种机动车车轮，它包括轮辋辐条和轴套连接组件，该轮辋和辐条有一个连接区域，该辐条和轴套有一个连接区域，其中每个所述连接区域由大体平行于机动车车轮轴线的一单个方向施加的各激光束激光焊接。

由于每个连接区域是由单独方向上施加激光束激光焊接的，焊接该连接区域所需时间相对短了，该激光束焊接工艺在很有限的区域内产生了很小的热效应，并导致该焊接的轮不需精加工来消除热应变和校正不均匀。因为尽管激光束分别在单独的方向上施加在每个连接区域，该焊接的连接区域能达到所需的机械强度水平，所以制造该机动车车轮所需步骤可被减少，并且该步骤可被简化。

该辐条与轴套的连接区域由大致平行于机动车车轮的轴线施加的激光束激光焊接，该轮辋与辐条的连接区域由大致平行或垂直于机动车车轮的轴线施加的激光束激光焊接。

在上述方向施加的激光束有助于保持所需机械强度水平，还简化了激光束焊接工艺。

根据本发明，还提供了一种机动车车轮的制造方法，包括步骤：成型轮辋、辐条和轴套；以及在装配夹具中装配该轮辋、辐条和轴套成一完整车轮形；用大体平行于机动车车轮轴线的一单个方向施加的激光束激光焊接该轮辋和辐条的连接区域及辐条与轴套的连接区域。

由于该轮辋、辐条和轴套被置于装配夹具中，并以上述方法焊接，不需要象常规制造方法那样以不同的焊接状态将其分别置于在所用的夹具中，由此，该方法被大大地简化了。

在上述方法中，该装配夹具被设置得保持该轮辋、辐条和轴套紧固，此时连接区域被压在一起。

根据本发明，还提供了一种机动车车轮，它包括轮辋、辐条、轮毂和轴套的连接组件，该轮辋与辐条有一个连接区域，辐条与轮毂有一个连接区域，轮毂与轴套有一个连接区域，其中每个连接区域由在大体平行于机动车车轮轴线的一单个方向预定的单独方向上施加的各激光束激光焊接。

如所述的三部分的机动车车轮，该辐条、轮辋、轴套被有所需机械强度水平地连接，并且焊接相对时间较短。该焊接的轮不需要精加工来消除热应变和修正不均匀。

每个辐条与轮毂的连接区域和轮毂与轴套的连接区域在大致平行于机动车车轮的轴线方向施加的激光束激光焊接，并且每个轮辋与辐条的连接区域由在大致平行或垂直于机动车车轮轴线施加的激光束激光焊接。

激光束以上述方向施加，用于焊接每个连接区域，有助于保持所需机械温度水平，还简化了该方法，其中使用了激光束焊接机械。

此外，根据本发明的还一方面，提供了一种制造机动车车轮的方法，包括成型轮辋、辐条、轮毂和轴套，在装配夹具中装配轮辋、辐条、轮毂和轴套成一个完整的车轮形，用分别以大体平行于机动车车轮的轴线的一单个方向施加的激光束激光焊接轮辋与辐条的连接区域、辐条与轮毂的连接区域及轮毂与轴套的连接接区域的步骤。

上述方法不需要每个部件以不同的焊接状态分别设置在所用的夹具中，由此该方法被大大地简化。

在该方法中，该装配夹具被设置得保持该轮辋、辐条、轮毂和轴套紧固，此时连接区域被压在一起。

本发明的上述和其它目的、细节和优点将通过实施例结合附图的描述变得清楚。

图1是根据本发明的、包括四个部分的、设置在一装配夹具内的机动车车轮平面视图；

图2是图1所示的机动车车轮的局部垂直剖面视图；

图3是根据本发明有三部分的机动车车轮制造方法的流程图；

图4是根据本发明有四部分的机动车车轮制造方法的流程图；

图5是有4个部分的常规机动车车轮的平面视图，它表示了部件焊接的方法；

图6是图5所示常规机动车车轮的局部垂直剖面视图；

图7是有三部分的常规机动车车轮制造方法的流程图；

图8是有四部分的常规机动车车轮制造方法的流程图。

本发明的原理被用于机动车车轮，例如用于摩托车的前轮和后轮。通常摩托车前轮由三部分构成，后轮由四部分。

图1和2表示了设置在装配夹具中的后轮的四个部分。本发明的一个实施例将参照图1、2和4所示的后轮详细描述。

该后轮，在图1和2中由标号1整个标示，包括有一个轮穿过的轴套2；一个有中心固定孔的轮毂3，该孔的直径大致与轴套2的外径相同；具有中心固定孔的大致三角板形的辐条4，该固定孔的直径大致与轮毂3的外径相同；及一个与辐条4的环形外表面连接的轮辋5。该轮毂固定在轴套2上，辐条4固定在轮毂3上。该轴套2、轮毂3、辐条4及轮毂5在装配夹具中装配成一个完整的轮形，然后用激光焊接在它们的连接区域将其焊接在一起。

该装配夹具6具有一个用于插入轴套2的孔的向上的中心轴套架6a，该中心轴套架6a具有一个用于支撑轴套2下表面的环形台阶。该装配夹具6还具有与轴套架6a同心并绕轴套架等角度间隔的三个轮毂架6b，该轮毂架6b起支撑轮毂3的环形外缘的下端的作用。

该装配夹具6具有3个辐条架6c，它们位于轮毂架6b的径向外面，用于插入辐条4上确定的孔4a，来靠着辐条4的下表面。该装配夹具6进一步具有三个轮辋架6d，位于径向最外位置，用于靠着轮辋5的下端。

当该轴套2、轮毂3、辐条4和轮辋5被置于装配夹具6中时，它们分别被支持在轴套架6a、轮毂架6b、辐条架6c和轮辋架6d，并被设置得连接区域紧密接触。该轴套架6a、轮毂架6b、辐条架6c及轮辋架6d分别有上端，它们向上不超出其所支撑的轴套2、轮毂3、辐条4及轮辋5。

设置在装配夹具6中的轴套2锻造成型，并精加工其内环形表面。该设置在装配夹具6中的轮毂3和辐条4压制成型，为了成型设置在装配夹具6中的轴套2，一金属板被滚压然后绕成鼓形，其端部彼此被电弧对焊。该轴套2不粗加工，但在最初的制造过程中粗加工。

在轴套2、轮毂1、辐条4和轮辋5设置在装配夹具6中后，激光束在图2箭头所表的大致平行于轮1的轴的方向上施加，由此将轴套2、轮毂3、辐条4和轮毂5激光焊接在一起，特别是该轮辋5和辐条4在每个连接区域上的两个焊点处激光焊接。辐条4和轮毂3及轮毂3和轴套2的连接区域大致沿整个环形面激光焊接。因为尽管不沿整个环形面激光焊接这些连接区域，也能达到所需的机械强度水平，因此它们可在整个环形面的有限区域激光焊接。

为了展开焊缝并避免激光束的干扰，需要在与轮1的轴线稍微倾斜的方向上施加激光束，由于轴套架6a、轮毂架6b，辐条架6c和轮辋架6d的上端不向上突出到干扰激光束的位置，不需要注意去避免装配夹具6和激光束之间的干扰。

用于轮辋5和辐条4彼此焊接的激光束可如图2中虚线箭头所示的大致垂直于轮1轴线施加在轮辋5的环形外表面的焊点上。

图4表示了图1和2所示的机动车车轮1的制造方法。如图4所示，辐条4和轮毂3压制成型，轮辋5滚压成型并电弧对接焊接，轴套2锻制成型并精加工其内环形表面，它们在装配夹具6中被装成完整的车轮形状，然后以图2箭头所示方向施加的激光束激光焊接。这些部分的连接区域简单地由在装配夹具6一边单独方向施加激光束的激光焊接而提高了所需的机械强度水平。该连接区域的激光焊接可在约10秒的相对短的时间内完成，这是机动车车轮部分的常规焊接方法所需时间的十分之一。

根据上述方法，机动车车轮的部分不受激光焊接的热影响，并由此在激光焊接后不需修整或加工来消除热应变。特别地，轮毂3的鼓不需要修整，轴套2的内轴承部分不需要修整，并且该轮不需要修正不均匀。由此制造该机动车车轮所需的步骤的数量被减少或简化。

制造机动车车轮的常规方法有大量的步骤，并由此需要仔细确保每一步骤的公差来将公差累积降低。然而根据本发明，不需这种保证公差的方法，因为只有一个步骤中可以保证公差，即在装配夹具中设置部件的步骤。

上面描述说明了有四个部分的后轮的制造，然而，有三个部分的前轮可如图3所述流程，通过在装配夹具中装配辐条、轮辋和轴套成完整车轮形，然后用从装配夹具一边的单独方向施加激光的激光焊接，而简单地制造。激光焊接这三个部分的步骤类似于图2中的激光焊接步骤，其中只省去了轮毂3和辐条4的焊接。

虽然在此描述了本发明的最佳实施例，可以理解到本发明在不脱离实质特征可变换成其它特定形式，该实施例做为描述在各方向来说明，而不是限定，本发明的范围由权利要求书来限定。

Claims (4)

1、一种机动车车轮，具有轮辋、辐条和轴套的连接组件，所述轮辋和辐条有一连接区域，所述辐条和轴套有一连接区域，其特征在于每个所述连接区域由大体平行于机动车车轮轴线的一单个方向施加的各激光束激光焊接。

2、一种制造机动车车轮的方法，包括步骤：

成型轮辋、辐条和轴套；以及

在装配夹具中装配该轮辋、辐条和轴套成一完整车轮形，其特征在于，还包括步骤：

用大体平行于机动车车轮轴线的一单个方向施加的各激光束激光焊接该轮辋和辐条的连接区域及辐条与轴套的连接区域。

3、一种机动车车轮，具有轮辋、辐条、轮毂和轴套的连接组件，所述轮辋与辐条有一连接区域，辐条与轮毂有一连接区域，轮毂与轴套有一连接区域，其特征在于每个所述连接区域由大体平行于机动车车轮轴线的一单个方向施加的各激光束激光焊接。

4、一种机动车车轮的制造方法，包括步骤：

成型轮辋、辐条、轮毂和轴套；以及

在装配夹具中装配轮辋、辐条、轮毂和轴套成一完整的车轮形，其特征在于，还包括步骤：

用大体平行于机动车车轮轴线的一单个方向施加的各激光束激光焊接轮辋与辐条的连接区域、辐条与轮毂的连接区域、以及轮毂与轴套的连接区域。

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