CN111469599A - 一种轻量化车轮结构的制作方法及轻量化车轮结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻量化车轮结构的制作方法及轻量化车轮结构，制作方法包括：分体成型轮辋、安装盘和轮福；将安装盘和轮福固定制成轮盘；将轮盘与轮辋固定制成车轮。轻量化车轮结构包括：轮辋、安装盘和若干个轮辐，安装盘的中心设有预留孔，安装盘的圆周设有若干个凹槽，轮辐的一侧与凹槽固定，轮辐的另一侧为弧形结构且与轮辋的内侧边缘固定。本发明的有益效果在于，在保证产品强度的基础上，最大限度提高材料利用率，减少材料种类，减小产品重量，并降低产品制造成本，其生产的车轮重量较常规车轮产品减少约2.5‑3Kg。

Description

一种轻量化车轮结构的制作方法及轻量化车轮结构

技术领域

本发明主要涉及车轮技术产品技术领域，具体是一种轻量化车轮结构的制作方法及轻量化车轮结构。

背景技术

汽车车轮，作为汽车行驶部分的主要承载件，是汽车非常重要的部件。汽车车轮以材质区分，主要有钢制车轮及铝合金车轮，相较于钢制车轮，铝合金车轮因其所具有的轻量化程度较高、减震性和散热性较好、跳动及动平衡性能优良等诸多优点，已成为目前主流的装车选择，而在铝合金车轮的各种制造工艺方式中，低压铸造方式因其生产效率及产品合格率较高、综合制造成本较低等优势，成为铝合金车轮最主要的制造方式，目前，我国绝大多数铝合金车轮制造企业均采用低压铸造工艺方式生产车轮产品，材料利用率比较低，成本较高。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明的目的之一是：提供一种轻量化车轮结构的制作方法，其轮辐、安装盘、轮辋分体成型，且分别采用了不同的制造方式进行制造，分体成型后再将轮辐、安装盘、轮辋焊接成型，此种方案在保证产品强度的基础上，最大限度提高材料利用率，减少材料种类，减小产品重量，降低产品制造成本，可减小轮辐轮辋整体锻造成型难度。本发明的目的之二是：提供一种车轮，其重量较常规车轮产品减少约2.5-3Kg。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种轻量化车轮结构的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)分体成型轮辋、安装盘和轮福；

(2)将安装盘和轮福固定制成轮盘；

(3)将轮盘与轮辋固定制成车轮。

分体成型轮辋、安装盘和轮福，包括以下步骤：

轮辋的制作包括：板材下料-卷圆-压平-FSW焊接-刨渣-复圆-端切-翻边-滚压成型；

安装盘的制作包括：挤压成型-型材裁切-外观成型待用或者型材裁切-挤压成型-外观成型待用；

轮辐的制作包括：板材裁切-模具折弯-缝隙焊接-外观成型待用。

将安装盘和轮福固定制成轮盘，包括以下步骤：轮辐与安装盘组合-轮辐与安装盘的连接部位FSW焊接-轮盘成型-外观成型待用。

将轮盘与轮辋固定制成车轮，包括以下步骤：轮盘预加工-预加工后的轮盘与轮辋组合-预加工后的轮盘与轮辋的连接部位FSW焊接-车轮成型。

一种轻量化车轮结构，包括轮辋、安装盘和若干个轮辐，所述安装盘的中心设有预留孔，所述安装盘的圆周外缘设有若干个凹槽，所述轮辐的一端与凹槽固定，所述轮辐的另一端为弧形结构且与轮辋的内侧边缘固定。

所述安装盘圆周外缘的凹槽为V型结构，所述凹槽沿安装盘的圆周方向均匀设置，且为多个。

所述安装盘的厚度大于轮辐的厚度。

所述轮辐为框型结构。

所述轮辐的一端为与凹槽相适应的V型结构。

所述轮辐的两侧分别与凹槽和轮辋焊接。

对比现有技术，本发明有益效果在于：

1、本发明的车轮制作方法，其轮辐部位、安装盘部位、轮辋部位分体成型，且分别采用了不同的制造方式进行制造，成型后在将轮辐部位、安装盘部位、轮辋部位之间通过搅拌摩擦焊接(FSW焊接)方式焊接成型，此种方案在保证产品强度的基础上，最大限度提高材料利用率，减小产品重量，并降低产品制造成本，具有较高的应用价值。

2、本发明的车轮制作方法在保证产品强度及使用要求的基础上，最大限度提高材料利用率，减少材料种类，降低产品制造成本。

3、本发明的车轮制作方法可减小轮辐轮辋整体锻造成型难度。

4、采用本发明的车轮制作方法所制造的车轮产品，重量较常规车轮产品减少约2.5-3Kg。

附图说明

附图1是本发明的轮辋结构示意图。

附图2是本发明的安装盘结构示意图。

附图3是本发明的轮福结构示意图。

附图4是本发明的轮盘结构示意图。

附图5是本发明的轮盘经预加工后的结构示意图。

附图6是本发明的车轮的结构示意图。

附图7是本发明的车轮经机加工后的结构示意图。

附图中所示标号：1、轮辋；2、安装盘；3、轮福；轮盘4、轮盘；5、凹槽；6、预留孔。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围内。

一种轻量化车轮结构的制作方法，包括以下步骤：

(1)分体成型轮辋1、安装盘2和轮福；其中轮辋1可以采用旋压成型，如图1所示，轮辋1的形状为原筒形，可以与现有技术一致；安装盘2可以采用用冲压成型，其料材可以选用铝板，如图2所示，安装盘2为圆柱体结构，且其圆周外缘设有若干个凹槽5，其中心设有预留孔6；如图3所示，轮辐3为框型结构，可以采用折弯成型，其一端与安装盘2外缘的凹槽5相适应，另一端为弧形结构且与轮辋1的内缘相适应，其料材可以选用铝板。

(2)将安装盘2和轮福固定制成轮盘4；将步骤(1)中准备好的轮辐3(如图3所示)与安装盘2(如图2所示)组合后放置在固定夹具内固定好，可以采用搅拌摩擦焊接(FSW焊接)技术将其焊接在一起。

(3)将轮盘4与轮辋1固定制成车轮。为方便轮盘4与轮辋1的组合焊接，可以根据需求先对轮盘4进行预加工，预加工后的轮盘4与轮辋1组合后采用FSW焊接方式焊接成型，如图6所示。本发明车轮产品的成型工艺，可减小轮辐3轮辋1整体锻造成型难度，最大限度减小产品重量。

分体成型轮辋1、安装盘2和轮福3，包括以下步骤：

轮辋1的制作包括：板材下料-卷圆-压平-FSW焊接-刨渣-复圆-端切-翻边-滚压成型。具体为：首先进行板材下料，将板材裁切为需要的尺寸；然后将裁切好的板材加工为圆筒状，可以使用三轴滚床进行卷圆加工。将圆筒状板材的端部缝隙部位压平后，通过FSW焊接将端部缝隙处焊接在一起，再对焊接部位进行刨渣处理，用于去除焊接处的焊渣，将刨渣处理后的圆筒状板材送至复圆机进行焊缝部位复圆处理，对复圆后的圆筒状板材的两端边缘进行端切，保证圆筒两边余量整齐，然后进行翻边处理，翻边处理后的圆筒状板材再经过滚压成轮辋。

安装盘2的制作包括：挤压成型-型材裁切-外观成型待用，安装盘2造型采用标准铝棒经过用挤压机及模具一次挤压成型为安装盘2造型的长型材(长度根据铝棒长度决定)，预留中心孔，预留孔6根据成品中心孔直径单边预留5mm加工余量，然后再根据安装盘2造型厚度及偏距要求裁切成块状待用，对裁切好的安装盘2的焊接部位及与轮辐3对接组合部位车加工光滑待用，保证与安装盘2连接件部位配合紧密无缝隙。或者安装盘2的制作包括：型材裁切-挤压成型-外观成型待用，具体可以为将铝板按照安装盘2造型尺寸及厚度裁切成块状，将裁切好的铝块放入挤压机模具内按照安装盘2造型挤压成型，预留中心孔，预留孔6根据成品中心孔直径单边预留5mm加工余量；对焊接部位及与下部轮辐3对接组合部位精细打磨，保证与轮辐3连接部位配合紧密无缝隙。

轮辐3的制作包括：板材裁切-模具折弯-缝隙焊接-外观成型待用，具体可以为：将铝板按照轮辐3尺寸及厚度采用模具冲压工艺裁切成长条状；将裁切好的铝条放入折弯机按照轮辐3的形状折弯成型，对接部位留有缝隙；采用FSW焊接对缝隙部位进行焊接；对焊接部位及与安装盘2对接组合部位精细打磨，保证与安装盘2连接部位配合紧密无缝隙。

将安装盘2和轮福3固定制成轮盘4，包括以下步骤：轮辐3与安装盘2组合-轮辐3与安装盘2的连接部位FSW焊接-轮盘4成型-外观成型待用。具体可以为：将准备好的轮辐3与安装盘2组合后放置在固定夹具(可以采用现有技术中的夹具，只要能起到固定轮辐3与安装盘2的作用即可)内固定好，如图4所示，轮辐3与凹槽5相适应的一端与安装盘2的凹槽5拼接，优选的，初始制作的安装盘2的厚度要小于轮辐3的厚度，轮辐3的一表面与安装盘2的一表面平齐，轮辐3的另一表面要高出安装盘2的另一表面，给车轮正面造型预留加工余量用，拼装固定好后将轮辐3与安装盘2固定，可以采用搅拌摩擦焊接(FSW焊接)技术将其焊接在一起，可以在轮辐3与安装盘2的表面平齐的一面进行焊接。

将轮盘4与轮辋1固定制成车轮，包括以下步骤：轮盘4预加工-预加工后的轮盘4与轮辋1组合-预加工后的轮盘4与轮辋1的连接部位FSW焊接-车轮成型。为方便轮盘4与轮辋1组合焊接，需要先对轮盘4造型预加工，如预加工出轮辐3背面、安装盘2及轮盘4与轮辋1连接部位止口造型和准确尺寸(如图5所示)。预加工后的轮盘4(如图5所示)与轮辋1组合后采用FSW焊接方式焊接成型，如图6所示；根据需求对焊接成型后的车轮进行车床车加工，如加工出气门孔，车加工后得到最终车轮造型如图7所示。

本发明的车轮制作方法，其轮辐部位、安装盘部位、轮辋部位分体成型，且分别采用了不同的制造方式进行制造，成型后在将轮辐部位、安装盘部位、轮辋部位之间通过搅拌摩擦焊接(FSW焊接)方式焊接成型，此种方案在保证产品强度的基础上，最大限度提高材料利用率，减小产品重量，并降低产品制造成本，具有较高的应用价值；且在保证产品强度及使用要求的基础上，最大限度提高材料利用率，减少材料种类，降低产品制造成本；本发明的车轮制作方法还可以减小轮辐轮辋整体锻造成型难度。

一种轻量化车轮结构，包括轮辋1、安装盘2和若干个轮辐3，所述安装盘2的中心设有预留孔6，所述安装盘2的圆周外缘设有若干个凹槽5，所述轮辐3的一端与凹槽5固定，所述轮辐3的另一端为弧形结构且与轮辋1的内侧边缘固定。本发明的车轮其重量较常规车轮产品减少约2.5-3Kg。

进一步的，所述安装盘2圆周外缘的凹槽5为V型结构，优选的，V型结构的底缘为弧形，所述凹槽5沿安装盘2的圆周方向均匀设置，且为多个。

进一步的，所述安装盘2的厚度大于轮辐3的厚度。

进一步的，所述轮辐3为框型结构，可以采用折弯成型，具体可以为：将铝板按照轮辐3尺寸及厚度采用模具冲压工艺裁切成长条状；将裁切好的铝条放入折弯机按照轮辐3的形状折弯成型，对接部位留有缝隙；采用FSW焊接对缝隙部位进行焊接；对焊接部位及与安装盘2对接组合部位精细打磨，保证与安装盘2连接部位配合紧密无缝隙。

进一步的，所述轮辐3的一端为与凹槽5相适应的V型结构。

进一步的，所述轮辐3的两侧分别与凹槽5和轮辋1焊接，此种方案在保证产品强度的基础上，最大限度提高材料利用率，减小产品重量，并降低产品制造成本，具有较高的应用价值；且在保证产品强度及使用要求的基础上，最大限度提高材料利用率，减少材料种类，降低产品制造成本。

Claims (10)

1.一种轻量化车轮结构的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)分体成型轮辋、安装盘和轮福；

(2)将安装盘和轮福固定制成轮盘；

(3)将轮盘与轮辋固定制成车轮。

2.一种轻量化车轮结构的制作方法，其特征在于，分体成型轮辋、安装盘和轮福，包括以下步骤：

轮辋的制作包括：板材下料-卷圆-压平-FSW焊接-刨渣-复圆-端切-翻边-滚压成型；

安装盘的制作包括：挤压成型-型材裁切-外观成型待用或者型材裁切-挤压成型-外观成型待用；

轮辐的制作包括：板材裁切-模具折弯-缝隙焊接-外观成型待用。

3.一种轻量化车轮结构的制作方法，其特征在于，将安装盘和轮福固定制成轮盘，包括以下步骤：轮辐与安装盘组合-轮辐与安装盘的连接部位FSW焊接-轮盘成型-外观成型待用。

4.一种轻量化车轮结构的制作方法，其特征在于，将轮盘与轮辋固定制成车轮，包括以下步骤：轮盘预加工-预加工后的轮盘与轮辋组合-预加工后的轮盘与轮辋的连接部位FSW焊接-车轮成型。

5.一种轻量化车轮结构，其特征在于，包括轮辋、安装盘和若干个轮辐，所述安装盘的中心设有预留孔，所述安装盘的圆周外缘设有若干个凹槽，所述轮辐的一端与凹槽固定，所述轮辐的另一端为弧形结构且与轮辋的内侧边缘固定。

6.根据权利要求5所述的一种轻量化车轮结构，其特征在于，所述安装盘圆周外缘的凹槽为V型结构，所述凹槽沿安装盘的圆周方向均匀设置，且为多个。

7.根据权利要求5所述的一种轻量化车轮结构，其特征在于，所述安装盘的厚度大于轮辐的厚度。

8.根据权利要求5所述的一种轻量化车轮结构，其特征在于，所述轮辐为框型结构。

9.根据权利要求6所述的一种轻量化车轮结构，其特征在于，所述轮辐的一端为与凹槽相适应的V型结构。

10.根据权利要求5所述的一种轻量化车轮结构，其特征在于，所述轮辐的两侧分别与凹槽和轮辋焊接。

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