CN112668108B - 车轮工艺中的成形模具形成方法、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车轮工艺中的成形模具形成方法，具体包括如下步骤：S1、从通用数据库中自动选择出与成形坯的适配部件，包括成形上模座、成形上模环、成形环、上芯棒垫、成形下模座、成形下模环、成形下模压环、成形下模垫及下芯棒套；S2、基于压弯坯的坯形及已选择部件的适配面自动生成上芯棒、下芯棒、上活套、下活套、上成形模及下成形模，形成成形模具。本发明提供一种车轮工艺中成形模具的自动形成法，减少人工参与度，极大缩短了设计周期，此外，实现成形模具中所有部件图纸的关联，数据源头一旦变化，成形模具中相关部件的图纸自动进行适应性的修改，有利于提高设计工作效率。

Description

车轮工艺中的成形模具形成方法、电子设备及存储介质

技术领域

本发明属于车轮设计技术领域，更具体地，本发明涉及一种车轮工艺中的成形模具形成方法、电子设备及存储介质。

背景技术

产品工艺是将客户的要求转化为生产制造过程的技术要求，以确保产品经过生产线加工以后可以满足客户的需求，车轮产品的要求主要为客户技术要求或产品标准。一般分为两部分，一部分为各工艺阶段的车轮成品图纸及适配模具，另外一部分为外形之外的其他技术要求，主要包括产品的内部物理化学性能、静平衡、无损检测、表面硬度、表面防腐及包装等要求，目前各工艺阶段的模具设计主要靠人工方式完成，如成形工序的模具图，称为成形模具，模具中的各部件紧密配合，数据源头一旦变化，模具图中的关联部件及相关部件的配合部件就需要重新设计，费时费力，此外，人工设计还存在设计周期长的问题。

发明内容

本发明提供了一种车轮工艺中的成形模具形成方法，旨在改善上述问题。

本发明是这样实现的，一种车轮工艺中的成形模具形成方法，所述方法具体包括如下步骤：

S1、从通用数据库中自动选择出与成形坯的适配部件，包括成形上模座、成形上模环、成形环、上芯棒垫、成形下模座、成形下模环、成形下模压环、成形下模垫及下芯棒套；

S2、基于压弯坯的坯形及已选择部件的适配面自动生成上芯棒、下芯棒、上活套、下活套、上成形模及下成形模，形成成形模具。

进一步的，上芯棒的形成方法：

1)装配面：依所选成形上模座和上芯棒垫而定；

2)外径面：X向位置，等于成形坯定位点F’；

3)型面：Y向位置，由定位点H’点纵坐标决定，成形坯的定位点F’点顺着成形坯轮廓线延伸为与轴线的交点为H’点。

进一步的，上活套的形成方法具体如下：

1)装配面：依所选上芯棒垫而定；

2)外径面：X向位置，由成形坯定位点D’点坐标确定；

3)内径面：X向位置，由成形坯定位点F’点坐标确定；

4)型面：Y向位置，定位点D’和定位点F’所在线段平齐；

进一步的，上成形模的形成方法；

上成形模型面，分别以定位点B’和定位点D’为起点，作斜线分别平行于坯形内径面及或轮毂外径面；

以斜线尾部上的一点作为终点，形成贴合成形坯坯形的一组弧段，与成形坯坯形偏差小于距离阈值的弧段组即为中间段，以直线段或圆弧连接斜线与弧段；

在定位点B’，若与水平直线段相接，则倒圆角。

本发明是这样实现的，一种电子设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述的车轮工艺中的成形模具形成方法。

本发明是这样实现的，一种存储介质，所述存储介质存储实现如上所述的车轮工艺中的成形模具形成方法。

本发明提供一种车轮工艺中成形模具的自动形成法，减少人工参与度，极大缩短了设计周期，此外，实现成形模具中所有部件图纸的关联，数据源头一旦变化，成形模具中相关部件的图纸自动进行适应性的修改，有利于提高设计工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的成形模具装配的示意图；

图2为发明实施例提供的成形环的特征参数示意图，其中(a)为特征参数D和h2的示意图，(b)为特征参数h2的形成示意图；

图3为本发明实施例提供的成形坯全充满坯的定位点设置图；

图4为本发明实施例提供的上、下芯棒的形式示意图；

图5为本发明实施例提供的上、下活套的形成示意图；

图6为本发明实施例提供的上、下成形模的形成示意图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

在实际的车轮加工过程中，原料钢坯(连铸圆坯)经压痕工艺形成预成形坯，预成形坯经过成形工艺形成成形坯，对成形坯进行轧制形成轧制坯，对轧制坯进行压轧获得了压弯坯，成形工艺涉及的模具称为成形模具。

图1为本发明实施例提供的成形模具装配的示意图，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分。

该成形模具包括：

设于成形坯辐板的上方的上成形模，设于成形坯上毂面的上活套，设于成形坯冲块上方的上芯棒，设于成形坯辋面上方的成形上模环，在上成形模的上方设有上芯棒垫，在上芯棒、上活套、上芯棒垫、上成形模、成形上模环及成形环的上方设有成形上模座；

设于成形坯辐板下方的下成形模，设于成形坯下毂面的下活套，下活套的底部设有下芯棒套，设于成形坯冲块下方的下芯棒，设于成形坯辋面下方的成形下模环，在下成形模与成形下模环的下设有成形下模垫，在成形坯的踏面侧设有成形环，在成形环的下方分别设有成形下模压环；在下芯棒、下芯棒套、成形下模垫及成形下模压环的下方设有成形下模座。

在本发明实施例中，在通用数据库中构建各种型号的成形上模座、成形上模环、成形环、上芯棒垫、成形下模座、成形下模环、成形下模压环、成形下模垫及下芯棒套，并标记各型号对应的特征参数。

1)成形上模座、成形上模环及成形环的选择；

目前成形环采用通用样式进行设计，已逐渐作为一种通用模具，因此新设计中选择成形环，而非设计，根据选择的型号参数(图2中的(a)直径D和h2，以h2选择轮廓插入高度位置，插入后从外辋面平齐的高度将轮廓截断，向右生成30mm长横线，以D确定图块的插入径向位置)，将成形环型面轮廓放在模具装配图中。

根据成形坯的外径D’_f，确定成形环特征内径；根据成形环上口直径，选择成形环所属系列，如表1所示：

表1成形环所属系列参数表

主辊型号	NL-HDSA-2	NL-HDSA	NL-ID1000	NL-GE-P3	NL-TY1250	模锻件踏面
							h’(mm)	48	49.5	53	55.5	60.5	64

表2主棍型号参数表

确定成形环h2参数。根据主辊、轧制坯辋高、外辋面轧下量等三个参数，如图2中的(b)，确定成形环h2参数。成形环轮廓与各主辊轮廓进行匹配、定位，主辊壁拐点到成形环喉部拐点高度差h’，见表2，对应关系如下表，余量坯形内辋面与主辊壁拐点高度差λ，成形坯辋高(H+m+n+r+t)，则h2＝H+m+r+λ-h’，除以4向上取整再乘4，以该数值为成形环h2，其中，n为压弯坯的内辋压下量，m为压弯坯的外辋压下量，r为成形坯的外辋轧下量，t为成形坯的内辋轧下量。

用成形环名称组成由三部分组成，系列代号+特征内径*特征高度+成形外环，后缀成形外环，仅在类型为SF或LF时存在。

特征内径＝ROUNDUP(D’_f/8)*8，特征高度＝h’，D’_f为成形坯的外径；

当特征内径为800mm，特征高度h′＝100mm，选用NL-HDSA-2-3成形上模座，成形上模环选H＝51.7mm，可知为A800-100成形环；

当特征内径为680mm，特征高度h′＝100mm，选用NL-HDSA-2-3成形上模座，成形上模环选H＝51.7mm，可知为SF800-100成形环及外环；

2)成形上模座及成形上模环的选择方法；

根据成形坯外径D’f判断，当D’f≤880时，选择NL-HDSA-2-3成形上模座，否则选择NL-1250-349A成形上模座。

成形上模环选择分两步。

第一步，确定选择范围。当选择NL-1250X成形上模座，e-f≤75mm，可选范围为目前所有适配该模座模环，e-f为成形坯内侧的毂辋高度差；

当选择NL-HDSA-2-3成形上模座，

e-f≤41.7mm，选择范围为厚度H＝51.7mm的合适成形上模环，否则进入下一个条件；

e-f≤51.7mm，选择范围为厚度H＝61.7mm的合适成形上模环，否则进入下一个条件；

e-f≤57mm，选择范围为厚度H＝67mm的合适成形上模环，否则进入下一个条件；

e-f≤70mm，选择范围为厚度H＝80mm的合适成形上模环；70mm＜e-f≤79mm，选择范围为厚度H＝89mm的成形上模环，否则，输出“无适用上模环”。

第二步，确定选择。根据选择范围中成形下模环的内径d与成形坯内侧内径D2_f比较，选择满足D2_f≤d≤D2_f+20的成形下模环中d较小的。

3)成形下模座、成形下模环和成形下模压环的选择方法；

根据成形坯外径D’_f判断，当D’_f≤880时，选择NL-HDSA-2-3成形下模座，否则选择NL-1250-349A成形下模座。

根据所选模座适配成形下模环的内径d与成形坯内侧内径D2_f比较，选择满足D2_f≤d≤D2_f+20的成形下模环中d较小的。

根据成形下模环外径D，在所选模座适配的成形下模压环中选择内径d满足D+0.3≤d≤D+1的成形下模压环。

4)成形下模垫的选择方法；

若成形下模座为NL-1250-349A成形下模座，则用NL-GE-P3成形下模垫，若成形下模座为NL-HDSA-2-3成形下模座，则用TL-KKD-A成形下模垫。

5)上芯棒垫及下芯棒套的选择方法；

上芯棒垫与下芯棒套，根据上下芯棒直径2*X_e′和2*X_f′，以及现有的芯棒套尺寸，对各模座，有对应关系如表3；

表3成形上模座与上芯棒垫、成形下模座与下芯棒套的尺寸映射表

6)成形下模压环的选择方法；

根据所选成形下模环的外径D和所选模座，在成形下模压环中选择：(1)模座匹配(2)内径d满足D+1≥d≥D+0.5的成形下模压环。

成形坯的全充满坯的定位点设置如图3所示，包括定位点C’～定位点G’，结合图3对上芯棒及下芯棒、上活套及下活套、上成形模及下成形模的形成方法进行说明，说明具体如下：

7)上芯棒及下芯棒的形成方法；

上芯棒的形成方法：

71)装配面(深灰色)依所选成形上模座和上芯棒垫而定，模块化，固定的插入点；

72)外径面(黑色)：X向位置，等于成形坯的定位点F’点坐标；

73)型面(浅灰色)：Y向位置，由定位点H’点纵坐标决定，成形坯的定位点F’点顺着成形坯轮廓线延伸为与轴线的交点为H’点；

下芯棒的形成方法：

74)装配面(深灰色)：依所选成形下模座和上芯棒套而定，模块化，固定的插入点；

75)外径面(黑色)：X向位置，等于成形坯的定位点E’点坐标；

76)型面(浅灰色)：Y向位置，坐标为yh′-y_e′-Thr，其中，y_h′、ye′分别表示H’点与E’点的纵坐标；

其中R1，R2,α，β和Thr，设置偏移量，厚度为Thr，毂孔角度为α和β，过渡圆弧为R₁和R₂。角度和圆弧的设定，既要考虑芯棒冷却、变形、粘模，也须考虑冲孔时不带肉、不粘冲块和不留过大的冲孔台；如图4所示。

8)上活套及下活套的形成方法；

上活套的形成方法：

81)装配面(深灰色)：依所选成形上模垫和上芯棒垫而定，模块化，固定的插入点；

82)外径面：X向位置，由成形坯的定位点D’坐标确定；

83)内径面：X向位置，由成形坯的定位点F’坐标确定；

84)型面：Y向位置，与定位点D’和定位点F’所在线段平齐；

下活套的形成方法：

85)装配面(深灰色)：依所选成形下模垫和下芯棒套而定，模块化，固定的插入点；

86)外径面：X向位置，由成形坯的定位点C’坐标确定；

87)内径面：X向位置，由成形坯定的定位点E’坐标确定；

88)型面：Y向位置，定位点C’和定位点E’所在线段平齐，如图5所示；

9)上成形模及下成形模的形成方法；

上成形模型面，分别以定位点B’和定位点D’为起点，作斜线分别平行于坯形内径面及轮毂外径面，中间段(灰色所示)贴合坯形，以直线段或圆弧连接两端，与成形坯坯形偏差≤0.5mm。在定位点B’，如果与水平直线段相接，则倒圆角，圆角半径2mm。

以斜线尾部上的一点作为终点，形成贴合坯型的一组弧段(有若干弧段组成)，与坯型偏差小于0.5mm的弧度组即为中间段；下成形模的形成方法同上成形模的形成方法相同，如图6所示。

本发明的一个实施例是一种电子设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，该处理器执行该程序时实现前述方法。

本发明的一个实施例是一种存储介质，该存储介质存储实现前述方法的程序。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程说明(包括流程图、方框图、文字说明)来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程说明中的每一流程。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程中一项或多项指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程说明中的一项或多项指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程说明中一项或多项指定的功能的步骤。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种车轮工艺中的成形模具形成方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：

S1、从通用数据库中自动选择出与成形坯的适配部件，包括成形上模座、成形上模环、成形环、上芯棒垫、成形下模座、成形下模环、成形下模压环、成形下模垫及下芯棒套；

S2、基于压弯坯的坯形及已选择部件的适配面自动生成上芯棒、下芯棒、上活套、下活套、上成形模及下成形模，形成成形模具；

其中上成形模的形成方法具体如下；

上成形模型面，分别以定位点B’和定位点D’为起点，作斜线分别平行于坯形内径面及或轮毂外径面；

以斜线尾部上的一点作为终点，形成贴合成形坯坯形的一组弧段，与成形坯坯形偏差小于距离阈值的弧段组即为中间段，以直线段或圆弧连接斜线与弧段；

在定位点B’，若与水平直线段相接，则倒圆角；

上芯棒的形成方法：

1)装配面：依所选成形上模座和上芯棒垫而定；

2)外径面：X向位置，等于成形坯定位点F’；

3)型面：Y向位置，由定位点H’点纵坐标决定，成形坯的定位点F’点顺着成形坯轮廓线延伸为与轴线的交点为H’点；

上活套的形成方法具体如下：

1)装配面：依所选上芯棒垫而定；

2)外径面：X向位置，由成形坯定位点D’点坐标确定；

3)内径面：X向位置，由成形坯定位点F’点坐标确定；

4)型面：Y向位置，定位点D’和定位点F’所在线段平齐。

2.一种电子设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1所述的车轮工艺中的成形模具形成方法。

3.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储实现如权利要求1所述的车轮工艺中的成形模具形成方法。

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