CN112009168A - 一种热成型车轮的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种热成型车轮的生产方法，其包括轮辋成型、轮辐成型以及轮辋轮辐合成压配焊接等步骤。本发明采用滚压成型生产工艺，轮辋下料毛坯为长方形板料，无废料产生，材料利用率达到接近99％，整个过程自动化程度高，减少了劳动力成本。

Description

一种热成型车轮的生产方法

技术领域

本发明涉及车辆制造技术领域，尤其是涉及一种热成型车轮的生产方法。

背景技术

目前，现有的刹车毂或轮辋生产线多采用旋压式生产工艺，下料毛坯为圆环形，通过旋压方式将圆环旋压成型，其材料利用率低，造成不必要的浪费。随着我国人工成本的不断提高、能源不断紧缺和市场竞争力增大的背景下，传统钢制汽车刹车毂或轮辋生产线中，对产品利用率的提高以及对自动化生产线新工艺的提升与改进已迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热成型车轮的生产方法，以解决现有技术中存在的至少一个上述技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种热成型车轮的生产方法，包括：

S10轮辋成型；

S20轮辐成型；

S30轮辋轮辐合成压配焊接；

其中，步骤S10具体包括：

S11、轮辋板料圈圆，将长方形轮辋板料弯折形成一个圆形轮辋胚(钢圈)；

S12、对焊，利用对焊机将圆形轮辋胚的两端的对接处焊接固定；进而形成一个完整的圆筒形状。

S13、将焊缝处的焊瘤焊渣清除；

利用滚压机对焊缝进行滚压处理；通过滚压方式对焊缝进行精整处理，从而可提高焊缝处强度。

S14、扩口处理，对圆形轮辋胚的口沿处进行扩张处理至设定尺寸；

S15、滚型处理，利用滚型机对圆形轮辋胚进行滚压成型处理，并逐渐形成轮辋的初步外形轮廓；

S16、扩张和矫正处理，将轮辋胚涨型至实际尺寸；

S17、冲气门孔；

S18、将轮辋胚加热到930～950°后保持设定时间从而保证轮辋胚晶体由奥氏体转换成马氏体,然后快速冷却；

其中，步骤S20具体包括：

S21下圆形料；

S22在圆形料上冲中心孔；

S23旋压成型形成轮辐胚。

进一步地，步骤S20还包括：

S24三维激光割风孔。

其中，步骤S30具体包括车床车削端面和外径最后将轮辐轮辋合成压配、焊接。

进一步地，步骤S18具体包括：

S181将轮辋胚送入加热炉内连续加热设定时间，保证轮辋胚晶体由奥氏体转换成马氏体；

S182将加热后的轮辋胚快速转移到整形机上，整形机动作对轮辋胚进行整形处理，然后以每秒35-40度的冷却速度对轮辋胚冷却直至轮辋胚温度降至150～200°。

进一步地，步骤S20还进一步包括：

S25将轮辐胚加热到930～950°后保持设定时间从而保证轮辐胚晶体由奥氏体转换成马氏体。

进一步地，旋压成型后的所述轮辐胚包括：用于与车轮轴连接法兰连接的中心环盘、用于所述中心环盘与轮辋之间过渡连接的锥台形环体；

步骤S20还进一步包括：

S26分区冷却，中心环盘按照每秒30～35度的速度冷却，进而保证冷却后中心环盘的抗拉强度为1400-1500MPa；锥台形环体按照每秒10～20度的速度冷却，进而保证冷却后锥台形环体的抗拉强度为600～700MPa。

进一步地，所述整形机包括：机架；以及机架上设置的上模组件、下模组件以及驱动机构；

所述驱动机构用于升降所述上模组件；

所述上模组件包括上锥体和上扩张块；所述上锥体可上下移动地设置在机架上；多个所述上扩张块布设在所述上锥体的周向上，且可沿所述上锥体的径向滑动设置；所述上锥体包括下大上小的锥台型上锥面，所述上扩张块上设置有与所述上锥面配合的上工作面；

所述下模组件包括下锥体和下扩张块；所述下锥体可上下移动地设置在机架上；多个所述下扩张块布设在所述下锥体的周向上，且可沿所述下锥体的径向滑动设置；所述下锥体包括上大下小的锥台型下锥面，所述下扩张块下设置有与所述下锥面配合的下工作面；

所述上模组件和下模组件上下相对设置；上模组件在所述驱动机构的带动下向下移动，上锥体和下锥体相互挤压(具体而言，锥体通过锥面和工作面之间的滑动挤压迫使扩张块沿锥体的径向向外滑动)、分别迫使下扩张块和下扩张块沿径向向外移动，进而实现对轮辋胎的整形处理。

本申请整形机通过扩张方式对轮辋进行整形处理，自动化程度高，轮辋整体上做统一形变，一次性完成形状修正，整形效果理想，不会较大的应力集中的缺陷。

进一步地，所述机架上设置有上安装座和下安装座，所述上模组件设置在上安装座上，所述下模组件设置在下安装座上。

所述下安装座和下安装座上分别设置有导向键，上扩张块和下扩张块的底部分别设置有与导向键导向配合的导向槽。

进一步地，还包括复位弹簧，复位弹簧趋向于迫使所述上扩张块和所述下扩张块沿所述上锥体或下锥体的径向向内滑动。

进一步地，还包括上压缩弹簧和下压缩弹簧，上压缩弹簧趋向于迫使所述上锥体相对于所述上扩张块向下移动；下压缩弹簧趋向于迫使所述下锥体相对于所述下扩张块向上移动。压缩弹簧和复位弹簧相互协调，在上模组件和下模组件脱离时，可以实现轮辋的自动脱模。

其中，上扩张块和下扩张块上下贴合后，外圆周面与轮辋的设定内侧面相吻合。

进一步地，所述机架上还设置有用于喷出冷却液对轮辋胚快速冷却的喷嘴；多个喷嘴在轮辋的周向上均匀布设。其中喷嘴与泵体、冷却液源连接。

进一步地，所述喷嘴包括上喷嘴和下喷嘴；所述上喷嘴与所述上膜组件同步移动。

其中优选地，机架上还设置有用于对轮辋胚进行测温的温度传感器。温度传感器与控制模块连接，随时向控制模块反馈轮轮辋胚的温度变化(实时温度和冷却速度)；控制模块则根据温度反馈通过泵体或控制阀随时调控冷却液的喷出速度和开启/闭合。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明采用滚压成型生产工艺，轮辋下料毛坯为长方形板料，无废料产生，材料利用率达到接近99％，整个过程自动化程度高，减少了劳动力成本。

以及通过分区冷却轮辐，使得的轮辐与车轴连接的中心部位硬度/抗拉强度较高，从而保证了与车轴连接的强度，保证了连接的可靠性，同时将中心部位与轮辋连接的过渡连接部位的硬度和抗拉强度降低，使过渡连接部位的局部区域获得更多塑性和韧性较好的微观组织，提高其塑性和韧性，在车辆颠簸行驶中或发生碰撞时，可有效吸收能量，减少车辆损坏概率，提高了车辆的安全系数。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1本发明实施例1中轮辋工艺步骤中条形料结构图；

图2为本发明实施例1中条料圈圆时结构示意图；

图3为本发明实施例1中轮辋堆焊时结构示意图；

图4为本发明实施例1中轮辐压型处理时结构示意图；

图5为本发明实施例2中轮辐的结构示意图；

图6为实施例3中整形机的工作原理图；

图7为实施例3中整形机在工作整形时的结构示意图。

附图标记：

10-轮辋；20-辐胚；100-机架；110-上模组件；111-上锥体；112-上扩张块；113-上压缩弹簧；120-下模组件；121-下锥体；122-下扩张块；123-下压缩弹簧；131-上安装座；132-下安装座；140-喷嘴。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合具体的实施方式对本发明做进一步的解释说明。

实施例1

本实施例提供的一种热成型车轮的生产方法，包括：

S10轮辋成型；

S20轮辐成型；

S30轮辋轮辐合成压配焊接；

其中，步骤S10具体包括：

S11、如图1所示，轮辋10板料为长条形的板料；如图2所示，将轮辋板料圈圆，即将长方形轮辋板料弯折形成一个圆形轮辋胚(钢圈)；

S12、对焊，如图3所示，利用对焊机将圆形轮辋胚的两端的对接处焊接固定；进而形成一个完整的圆筒形状。

S13、将焊缝处的焊瘤焊渣清除；

利用滚压机对焊缝进行滚压处理；通过滚压方式对焊缝进行精整处理，从而可提高焊缝处强度。

S14、扩口处理，对圆形轮辋胚的口沿处进行扩张处理至设定尺寸；

S15、滚型处理，利用滚型机对圆形轮辋胚进行滚压成型处理，并逐渐形成轮辋的初步外形轮廓；

S16、扩张和矫正处理，将轮辋胚涨型至实际尺寸；

S17、冲气门孔；

S18、将轮辋胚加热到930～950°后保持设定时间从而保证轮辋胚晶体由奥氏体转换成马氏体；然后快速冷却。

其中，步骤S20具体包括：

S21下圆形料；

S22在圆形料上冲中心孔；

S23如图4所示，将圆形料旋压成型形成轮辐胚20。

其中，步骤S20还包括：

S24三维激光割风孔。

其中，步骤S30具体包括车床车削端面和外径最后将轮辐轮辋合成压配、焊接。

在本实施例中，步骤S18具体包括：

S181将轮辋胚送入加热炉内连续加热设定时间，保证轮辋胚晶体由奥氏体转换成马氏体；

S182将加热后的轮辋胚快速转移到整形机上，整形机动作对轮辋胚进行整形处理，然后以每秒35-40度的冷却速度对轮辋胚冷却直至轮辋胚温度降至150～200°。

本发明采用滚压成型生产工艺，轮辋下料毛坯为长方形板料，无废料产生，材料利用率达到接近99％，整个过程自动化程度高，减少了劳动力成本。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：

步骤S20还进一步包括：

S25将轮辐胚加热到930～950°后保持设定时间从而保证轮辐胚晶体由奥氏体转换成马氏体。

如图5所示，旋压成型后的所述轮辐胚包括：用于与车轮轴连接法兰连接的中心环盘21、用于所述中心环盘21与轮辋之间过渡连接的锥台形环体25；锥台形环体25的横截面可以互相弧形面也可以是倾斜设置的直面。

将轮辐胚加热到930～950°后保持设定时间从而保证轮辐胚晶体由奥氏体转换成马氏体后，通过控制不同区域的冷却液喷射量和速度对轮辐进行分区冷却，其中，中心环盘21部位按照每秒30～35度的速度冷却，进而保证冷却后中心环盘的抗拉强度为1400-1500MPa；锥台形环体25按照每秒10～20度的速度冷却，进而保证冷却后锥台形环体的抗拉强度为680-700MPa。

本发明通过分区冷却轮辐，使得的轮辐与车轴连接的中心部位硬度/抗拉强度较高，从而保证了与车轴连接的强度，保证了连接的可靠性，同时将中心部位与轮辋连接的过渡连接部位的硬度和抗拉强度降低，使过渡连接部位的局部区域获得更多塑性和韧性较好的微观组织，提高其塑性和韧性，在车辆颠簸行驶中或发生碰撞时，可有效吸收能量，减少车辆损坏概率，提高了车辆的安全系数。

通过分区冷却，轮辐的整体强度增加，在满足车辆载重和安全性能的前提下，轮辐的厚度和重量可降低20～30％；以原有钢质厚度为12mm的轮辐为例，本实施例中的轮辐厚度最小可降至8～9mm。

实施例3

本实施例公开了一种整形机，其中，如图6和7所示，整形机包括：机架100；以及机架100上设置的上模组件110、下模组件120以及驱动机构(未示出)；所述驱动机构用于升降所述上模组件110；所述上模组件110包括上锥体111和上扩张块112；所述上锥体111可上下移动地设置在机架100上；多个所述上扩张块112布设在所述上锥体111的周向上，且可沿所述上锥体111的径向滑动设置；所述上锥体111包括下大上小的锥台型上锥面，所述上扩张块112上设置有与所述上锥面配合的上工作面。

所述下模组件120包括下锥体121和下扩张块122；所述下锥体121可上下移动地设置在机架100上；多个所述下扩张块122布设在所述下锥体121的周向上，且可沿所述下锥体121的径向滑动设置；所述下锥体121包括上大下小的锥台型下锥面，所述下扩张块122下设置有与所述下锥面配合的下工作面。

所述上模组件110和下模组件120上下相对设置；上模组件110在所述驱动机构的带动下向下移动，上锥体111和下锥体121相互挤压(具体而言，锥体通过锥面和工作面之间的滑动挤压迫使扩张块沿锥体的径向向外滑动)、分别迫使下扩张块122和下扩张块122沿径向向外移动，进而实现对轮辋胎的整形处理。

本申请整形机通过扩张方式对轮辋进行整形处理，自动化程度高，轮辋整体上做统一形变，一次性完成形状修正，整形效果理想，不会较大的应力集中的缺陷。

进一步地，所述机架100上设置有上安装座131和下安装座132，所述上模组件110设置在上安装座上，所述下模组件120设置在下安装座上。所述下安装座和下安装座上分别设置有导向键，上扩张块112和下扩张块122的底部分别设置有与导向键导向配合的导向槽。

其中优选地还包括复位弹簧，复位弹簧趋向于迫使所述上扩张块112和所述下扩张块122沿所述上锥体111或下锥体121的径向向内滑动。

本实施例还包括上压缩弹簧113和下压缩弹簧123，上压缩弹簧趋向于迫使所述上锥体111相对于所述上扩张块112向下移动；下压缩弹簧趋向于迫使所述下锥体121相对于所述下扩张块122向上移动。压缩弹簧和复位弹簧相互协调，在上模组件110和下模组件120脱离时，可以实现轮辋的自动脱模。

其中，上扩张块112和下扩张块122上下贴合后，外圆周面与轮辋的设定内侧面相吻合。

所述机架100上还设置有用于喷出冷却液对轮辋胚快速冷却的喷嘴140；多个喷嘴在轮辋的周向上均匀布设。其中喷嘴与泵体、冷却液源连接。其中，喷嘴包括上喷嘴和下喷嘴；所述上喷嘴与所述上膜组件同步移动。

其中优选地，机架100上还设置有用于对轮辋胚进行测温的温度传感器(未示出)。温度传感器与控制模块连接，随时向控制模块反馈轮轮辋胚的温度变化(实时温度和冷却速度)；控制模块则根据温度反馈通过泵体或控制阀随时调控冷却液的喷出速度和开启/闭合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种热成型车轮的生产方法，其特征在于，包括：

S10轮辋成型；

S20轮辐成型；

S30轮辋轮辐合成压配焊接；

其中，步骤S10具体包括：

S11、轮辋板料圈圆，将长方形轮辋板料弯折形成一个圆形轮辋胚；

S12、对焊，利用对焊机将圆形轮辋胚的两端的对接处焊接固定；

S13、将焊缝处的焊瘤焊渣清除；

S14、扩口处理，对圆形轮辋胚的口沿处进行扩张处理至设定尺寸；

S15、滚型处理，利用滚型机对圆形轮辋胚进行滚压成型处理，并逐渐形成轮辋的初步外形轮廓；

S16、扩张和矫正处理，将轮辋胚涨型至实际尺寸；

S17、冲气门孔；

S18、将轮辋胚加热到930～950°后保持设定时间从而保证轮辋胚晶体由奥氏体转换成马氏体,然后快速冷却；

其中，步骤S20具体包括：

S21下圆形料；

S22在圆形料上冲中心孔；

S23旋压成型形成轮辐胚。

2.根据权利要求1所述的热成型车轮的生产方法，其特征在于，步骤S20还包括：

S24三维激光割风孔。

3.根据权利要求1所述的热成型车轮的生产方法，其特征在于，步骤S18具体包括：

S181将轮辋胚送入加热炉内连续加热设定时间，保证轮辋胚晶体由奥氏体转换成马氏体；

S182将加热后的轮辋胚快速转移到整形机上，整形机动作对轮辋胚进行整形处理，然后以每秒35-40度的冷却速度对轮辋胚冷却直至轮辋胚温度降至150～200°。

4.根据权利要求3所述的热成型车轮的生产方法，其特征在于，所述整形机包括：机架；以及机架上设置的上模组件、下模组件以及驱动机构；

所述驱动机构用于升降所述上模组件；

所述上模组件包括上锥体和上扩张块；所述上锥体可上下移动地设置在机架上；多个所述上扩张块布设在所述上锥体的周向上，且可沿所述上锥体的径向滑动设置；所述上锥体包括下大上小的锥台型上锥面，所述上扩张块上设置有与所述上锥面配合的上工作面；

所述下模组件包括下锥体和下扩张块；所述下锥体可上下移动地设置在机架上；多个所述下扩张块布设在所述下锥体的周向上，且可沿所述下锥体的径向滑动设置；所述下锥体包括上大下小的锥台型下锥面，所述下扩张块下设置有与所述下锥面配合的下工作面；

所述上模组件和下模组件上下相对设置；上模组件在所述驱动机构的带动下向下移动，上锥体和下锥体相互挤压、分别迫使下扩张块和下扩张块沿径向向外移动，进而实现对轮辋胎的整形处理。

5.根据权利要求4所述的热成型车轮的生产方法，其特征在于，所述机架上设置有上安装座和下安装座，所述上模组件设置在上安装座上，所述下模组件设置在下安装座上。

6.根据权利要求5所述的热成型车轮的生产方法，其特征在于，所述下安装座和下安装座上分别设置有导向键，上扩张块和下扩张块的底部分别设置有与导向键导向配合的导向槽。

7.根据权利要求4所述的热成型车轮的生产方法，其特征在于，还包括复位弹簧，复位弹簧趋向于迫使所述上扩张块和所述下扩张块沿所述上锥体或下锥体的径向向内滑动。

8.根据权利要求7所述的热成型车轮的生产方法，其特征在于，还包括上压缩弹簧和下压缩弹簧，上压缩弹簧趋向于迫使所述上锥体相对于所述上扩张块向下移动；下压缩弹簧趋向于迫使所述下锥体相对于所述下扩张块向上移动。

9.根据权利要求4所述的热成型车轮的生产方法，其特征在于，所述机架上还设置有用于喷出冷却液对轮辋胚快速冷却的喷嘴；多个喷嘴在轮辋的周向上均匀布设。

10.根据权利要求1所述的热成型车轮的生产方法，其特征在于，步骤S20还进一步包括：

S25将轮辐胚加热到930～950°后保持设定时间从而保证轮辐胚晶体由奥氏体转换成马氏体。

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