CN111889967B - 一种平板卷旋式轮辋成形工艺 - Google Patents

Abstract

一种平板卷旋式轮辋成形工艺,包括以下步骤：(1)卷圆；(2)对焊及焊缝处理；(3)挤出小端、扩出大端；(4)旋压；(5)大端锻压和精整；(6)局部车削。本发明通过冷压挤出筒形件的小端和大端的喇叭口，通过冷旋使筒形件的直筒部位变长轮廓成形，大端喇叭口变长，后再通过冷压使大端成形。都采用冷加工使筒形件成形成轮辋，轮辋成形设备要求不高，而且轮辋成形后强度高。

Description

一种平板卷旋式轮辋成形工艺

技术领域

本发明涉及车轮辋制造工艺，尤其是涉及的是一种平板卷旋式轮辋成形工艺。

背景技术

传统的型钢轮辋采用经过轧制的型材作为原材料，通过卷圆及对焊后形成轮辋体。型材的轧制生产线设备投入较大，且对于不同规格的型材，需要配备不同的生产线，且轧钢行业对环境污染较大。

公告号CN 102555667 A、名称为工程车整体轮辋的轮辋体制造工艺，公开了一种通过圆筒制造轮辋的工艺，该工艺在压制轮辋的小口端和大口端都要对圆筒进行加热，虽然小口端和大口端的成型比较容易，但是设备投入比较大，轮辋强度提升有限。

冷压加工可以减少设备的投入，但是冷压成形过程中材料流动较弱，难以适应变形量大的工艺。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供可冷加工轮辋的一种平板卷旋式轮辋成形工艺。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种平板卷旋式轮辋成形工艺,包括以下步骤：

(1)卷圆：将平板卷圆成筒形件；平板由剪板机或冲床等下料设备裁出；

(2)对焊及焊缝处理：对筒形件的对接口进行闪光对焊使对接口封闭，用刨渣机、滚压机、端切机等对焊接时产生的焊缝进行处理，去除焊缝的焊渣并修平焊口；

(3)挤出小端、扩出大端：用锻压设备配套成形模具对筒形件进行冷压加工；将筒形件的一端挤压形成挡圈槽雏形，形成小端；将筒形件的另一端扩张成喇叭口形状，形成大端；筒形件在大端和小端之间的部分为直筒部位；此道工艺为冷压；锻压设备为大吨位锻压设备(如液压机、冲床)；

(4)旋压：用旋压设备对筒形件的直筒部位和喇叭口部位在常温条件下进行轮廓旋压，使直筒部位和喇叭口部位的长度变长、壁厚减薄，直筒部位经旋压后轮廓成形，筒形件经旋压形成轮辋体；此道工艺为冷旋；

(5)大端锻压和精整：用锻压设备配套压边模具对轮辋体的大端进行冷压加工，将轮辋体的大端的喇叭口部位锻压成阶梯形状，并对大端的装胎面处进行精整；此道工艺为冷压；锻压设备为大吨位锻压设备(如液压机、冲床)；

(6)局部车削：用车床对轮辋体的挡圈槽、轮辐配合位和大端端面进行车削后形成轮辋。

筒形件在挤压小端并扩大端喇叭口的工艺中为冷压成形，此时筒形件的壁厚较厚，小端挤压变形时所形成的内侧圆弧值较大，要形成与传统型钢轮辋的轮辐配合位完全相同的轮廓对锻压设备和成形模具要求很高，采用在后面增加车削小端内侧的轮辐配合位的工艺，可以减少对设备和模具的要求。

本发明通过冷压挤出筒形件的小端和大端的喇叭口，通过冷旋使筒形件的直筒部位变长轮廓成形，大端喇叭口变长，后再通过冷压使大端成形。都采用冷加工使筒形件成形成轮辋，轮辋成形设备要求不高，而且轮辋成形后强度高。冷压加工时工件变形难度大，本发明通过采用较厚的平板制作筒形件，筒形件小端在挤压变形时壁厚稍有增厚甚至不变，降低小端的冷压加工难度。直筒部位通过旋压变长、减薄，在保证强度的同时具有薄壁厚。轮辋的大端变形量较大，无法通过一次冷加工成形，将大端先冷压出喇叭口，再将喇叭口冷旋变长、变薄，最后冷压成形，分成三步加工，可显著降低加工难度。

优选的，步骤(6)中包括车削挡圈槽，车削挡圈槽的方法为：将轮辋体放入挡圈槽车削夹具上，挡圈槽车削夹具的下部托住大端的内阶梯平面；挡圈槽车削夹具的中部设置弧面涨块，弧面涨块径向张开卡住轮辋体的直筒部位的内圆柱面；挡圈槽车削夹具上部设置径向活动的压块，压块的外端设有斜面，压块张开通过斜面压住圈槽在轮辋体内侧对应的位置；转动挡圈槽车削夹具带动轮辋体旋转，车床的车刀车削挡圈槽。

通过冷压成形的小端，其内侧面为圆弧形面，不同与传统型钢轮辋的圆柱形面，在车削挡圈槽时，圆弧形面不能作为定位面。挡圈槽车削夹具的弧面涨块可以张开以直筒部位的内侧面作为定位面，并通过压块抵住小端内侧的圆弧面，使车刀能够加工小端外侧的挡圈槽。另外，在对轮辋挡圈槽车削时，由于挡圈槽形状的特殊性，针对挡圈槽凹槽处的车削，需要采用负角度的尖刀，且尖刀需向上走刀，因此会产生方向朝上作用力，其容易在加工过程由于车削作用力而产生轴向窜动。压块的斜面压住圆弧面可以将压块的径向作用力转换对工件的轴向作用力，抑制工件加工过程中的轴向窜动。压块可采用塑胶材料，支撑和压紧效果更好。

优选的，步骤(2)中在对筒形件的对接口进行对焊前对筒形件的对接口位置进行压平，以方便焊接对接口，在去除焊缝的焊渣并修平焊口后通过复圆端切模对筒形件的焊接位置进行复圆和端切，复圆端切模包括具有上圆弧面的上模和具有下圆弧面的下模，上圆弧面和下圆弧面上均设有凸出的并可伸缩的缓冲块，上圆弧面和下圆弧面的两端均设有用于剪切筒形件两端焊渣的切刀。将筒形件放在复圆端切模的下模上，上模和下模合模可同时对压平后的筒形件进行复圆和端部焊渣切除，简化工艺步骤，上模和下模上的缓冲块可以在上模和下模合模时对筒形件进行预固定，复圆和端切动作同时对筒形件作用时筒型件产生偏移造成端切错位。

优选的，在步骤(4)中直筒部位经旋压后长度变长至旋压前的1.8-2倍，直筒部位和喇叭口部位的连接处不减薄厚度，喇叭口部位经旋压后长度变长至旋压前的1.3-1.5倍。采用较厚的平板，将直筒部位冷旋变长变薄提高轮辋强度和轻量化，直筒部位旋压后轮廓成形不需要再加工，变长的长度可以多一些，喇叭口部位旋压后还要进行冷压成形，变长的长度要少一些。

通过采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：本发明通过冷压挤出筒形件的小端和大端的喇叭口，通过冷旋使筒形件的直筒部位变长轮廓成形，大端喇叭口变长，后再通过冷压使大端成形。都采用冷加工使筒形件成形成轮辋，轮辋成形设备要求不高，而且轮辋成形后强度高。

附图说明

图1为本发明成形工艺的示意图；

图2为本发明生产轮辋与传统型钢轮辋的对比图；

图3为复圆端切模的结构示意图；

图4为复圆端切模加工筒形件时的结构示意图；

图5为挡圈槽车削夹具的结构示意图；

图6为挡圈槽车削夹具装夹轮辋体时的结构示意图。

主要附图标记说明：

工件1；小端11；挡圈槽111；轮辐配合位112；小端内壁113；直筒部分12；大端13；大端端面131；大端内圆弧132；挡圈槽车削夹具3；弧面涨块31；压块32；上模41；上圆弧面411；下模42；下圆弧面421；缓冲块43；切刀44。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例来进一步说明本发明。

实施例1：

如图1所示，本发明一种平板卷旋式轮辋成形工艺,包括以下步骤：

(1)卷圆：将平板卷圆成筒形件，如图1中a和b图；平板由剪板机或冲床等下料设备裁切而成。

(2)对焊及焊缝处理：对筒形件的对接口进行对焊使对接口封闭，利用刨渣机、滚压机、端切机等对焊接时产生的焊缝进行处理，去除焊缝的焊渣并修平焊口。

(3)挤出小端、扩出大端：用锻压设备配套成形模具对筒形件进行冷压加工；将筒形件的一端挤压形成挡圈槽雏形，形成小端11；将筒形件的另一端扩张成喇叭口形状，形成大端13；筒形件在大端13和小端11之间的部分为直筒部位12；锻压设备为大吨位锻压设备(如液压机、冲床)，成形模具为特种成形模具，此道工艺为冷压。对应图1中d图。

(4)旋压：用旋压设备对筒形件的直筒部位12和喇叭口部位在常温条件下进行轮廓旋压，使直筒部位和喇叭口部位的长度变长、壁厚减薄，直筒部位12经旋压后轮廓成形，筒形件经旋压形成轮辋体，此道工艺为冷旋。对应图1中的e图。

(5)大端锻压和精整：用锻压设备配套压边模具对轮辋体的大端13进行冷压加工，将轮辋体的大端的喇叭口部位锻压成阶梯形状，并对大端13的装胎面处进行精整；此道工艺为冷压。对应图1中的f图。

(6)局部车削：用车床对轮辋体的挡圈槽111、轮辐配合位112和大端端面131进行车削后形成轮辋。对应图1中的g图。

如图2所示，本发明与传统的型钢轮辋的差别主要在于三个部分。

1、对应轮辐配合位的轮廓。由于一种平板卷旋式轮辋的在挤压小端并扩大端喇叭口的工艺中为冷压成形，此时筒形件的壁厚较厚，小端挤压变形时所形成的内侧圆弧值较大，无法形成与传统型钢轮辋的轮辐配合位完全相同的轮廓。

2、挡圈槽处的壁厚。与1同理，筒形件小端在挤压变形时壁厚不变甚至增厚，在后续的轮辋体旋压中，未再对此处壁厚进行改变，在车削挡圈槽后，对应挡圈槽部位的壁厚相较于传统型钢轮辋仍然较厚。

3、大边部位的内侧圆弧。由于一种平板卷旋式轮辋在压大边并精整的工艺中为冷压成形，变形过程中材料流动较弱，大端的内圆弧为自然形成，圆弧值较大。

通过本发明的成形工艺制造的轮辋形状差异不大，但冷加工强度更高，而且可以通过车削等工艺修正，可以很好的替代传统的型钢轮辋。

实施例2

如图1-图6所示，本发明一种平板卷旋式轮辋成形工艺,包括以下步骤：

(1)卷圆：将平板卷圆成筒形件；平板由剪板机或冲床等下料设备裁切而成。

(2)对焊及焊缝处理：对筒形件的对接口进行对焊使对接口封闭，利用刨渣机、滚压机、端切机等对焊接时产生的焊缝进行处理，去除焊缝的焊渣并修平焊口。在对筒形件的对接口进行对焊前对筒形件的对接口位置进行压平，在去除焊缝的焊渣并修平焊口后通过复圆端切模对筒形件的焊接位置进行复圆和端切，复圆端切模包括具有上圆弧面411的上模41和具有下圆弧面421的下模42，上圆弧面411和下圆弧面421上均设有凸出的并可伸缩的缓冲块43，上圆弧面411和下圆弧面421的两端均设有用于剪切筒形件两端焊渣的切刀44。

如图3和图4所示，将工件放置在下模42的下圆弧面421，工件为筒形件，工件被压平的部分朝上，上模41下移，上模41的凸块配合下模41的凸块将工件1预压紧，使工件1不能随便移动，上模41继续下移，凸块43被压迫缩入上模或下模内，上圆弧面411和下圆弧面421配合将工件复圆，上模41和下模42两端的切刀44剪切工件两端的焊渣。

(3)挤出小端、扩出大端：用锻压设备配套成形模具对筒形件进行冷压加工；将筒形件的一端挤压形成挡圈槽雏形，形成小端；将筒形件的另一端扩张成喇叭口形状，形成大端；筒形件在大端和小端之间的部分为直筒部位；锻压设备为大吨位锻压设备(如液压机、冲床)，成形模具为特种成形模具，此道工艺为冷压。

(4)旋压：用旋压设备对筒形件的直筒部位和喇叭口部位在常温条件下进行轮廓旋压，使直筒部位和喇叭口部位的长度变长、壁厚减薄，直筒部位经旋压后轮廓成形，筒形件经旋压形成轮辋体，此道工艺为冷旋。直筒部位经旋压后长度变长至旋压前的1.8-2倍，直筒部位和喇叭口部位的连接处不减薄厚度，喇叭口部位经旋压后长度变长至旋压前的1.3-1.5倍。

(5)大端锻压和精整：用锻压设备配套压边模具对轮辋体的大端进行冷压加工，将轮辋体的大端的喇叭口部位锻压成阶梯形状，并对大端的装胎面处进行精整；此道工艺为冷压。

(6)局部车削：用车床对轮辋体的挡圈槽、轮辐配合位和大端端面进行车削后形成轮辋。

如图5和图6所示，车削挡圈槽时，将轮辋体放入挡圈槽车削夹具3上，轮辋体作为工件1；挡圈槽车削夹具3的下部托住大端的内阶梯平面；挡圈槽车削夹具3的中部设置弧面涨块31，弧面涨块31径向张开卡住轮辋体的直筒部位的内圆柱面；挡圈槽车削夹具上部设置径向活动的压块32，压块32的外端设有斜面，压块32张开通过斜面压住圈槽在轮辋体内侧对应的位置；转动挡圈槽车削夹具3带动轮辋体旋转，车床的车刀车削挡圈槽。弧面涨块有三块，可以分别固定在传统卡盘的三个卡爪上，压块也有三块，也可以分别固定在传统卡盘的三个卡爪上，卡盘的卡爪张开通过弧面涨块31定位工件，并通过压块限制工件的轴向活动。

以上所述的，仅为本发明的较佳实施例而已，不能限定本实用实施的范围，凡是依本发明申请专利范围所作的均等变化与装饰，皆应仍属于本发明涵盖的范围内。

Claims (2)

1.一种平板卷旋式轮辋成形工艺,其特征在于，包括以下步骤：

(1)卷圆：将平板卷圆成筒形件；

(2)对焊及焊缝处理：对筒形件的对接口进行对焊使对接口封闭，对焊前，对筒形件的对接口位置进行压平，在去除焊缝的焊渣并修平焊口后通过复圆端切模对筒形件的焊接位置进行复圆和端切，复圆端切模包括具有上圆弧面的上模和具有下圆弧面的下模，上圆弧面和下圆弧面上均设有凸出的并可伸缩的缓冲块；去除焊缝的焊渣并修平焊口；

(3)挤出小端、扩出大端：用锻压设备配套成形模具对筒形件进行冷压加工；将筒形件的一端挤压形成挡圈槽雏形，形成小端；将筒形件的另一端扩张成喇叭口形状，形成大端；筒形件在大端和小端之间的部分为直筒部位；

(4)旋压：用旋压设备对筒形件的直筒部位和喇叭口部位在常温条件下进行轮廓旋压，使直筒部位和喇叭口部位的长度变长、壁厚减薄，直筒部位经旋压后轮廓成形，筒形件经旋压形成轮辋体；

(5)大端锻压和精整：用锻压设备配套压边模具对轮辋体的大端进行冷压加工，将轮辋体的大端的喇叭口部位锻压成阶梯形状，并对大端的装胎面处进行精整；

(6)局部车削：用车床对轮辋体的挡圈槽、轮辐配合位和大端端面进行车削后形成轮辋；车削挡圈槽的方法为：将轮辋体放入挡圈槽车削夹具上，挡圈槽车削夹具的下部托住大端的内阶梯平面；挡圈槽车削夹具的中部设置弧面涨块，弧面涨块径向张开卡住轮辋体的直筒部位的内圆柱面；挡圈槽车削夹具上部设置径向活动的压块，压块的外端设有斜面，压块张开通过斜面压住圈槽在轮辋体内侧对应的位置；转动挡圈槽车削夹具带动轮辋体旋转，车床的车刀车削挡圈槽。

2.根据权利要求1所述的一种平板卷旋式轮辋成形工艺，其特征在于，在步骤(4)中直筒部位经旋压后长度变长至旋压前的1.8-2倍，直筒部位和喇叭口部位的连接处不减薄厚度，喇叭口部位经旋压后长度变长至旋压前的1.3-1.5倍。

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