CN113319541A - 汽车轮毂加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轮毂加工领域，公开了一种汽车轮毂加工工艺，包括以下步骤：1)轮辐成型；2)轮辋成型：轮辋由圆筒经翻边成型和旋压成型制得，旋压成型步骤中使用旋压刀组件对翻边成型后的圆筒进行旋压，旋压刀组件包括用于对圆筒外壁初旋的第一旋压刀、用于对圆筒端部旋压的第二旋压刀和用于对圆筒外壁精旋的第三旋压刀；3)轮毂成型：将步骤1)中得到的轮辐与步骤2)中得到的轮辋复合，得到复合区域，对复合区域进行焊接，得到轮毂。本发明中，将轮辐和轮辋分开成型制造，实现轮毂生产的模块化流水作业，大幅度提高其成品率，并实现轮毂轻量化设计，提高汽车行驶性能。并且，本发明还能避免轮辋成型过程中出现不贴模、轮辋壁旋压过薄的问题。

Description

汽车轮毂加工工艺

技术领域

本发明涉及轮毂加工领域，具体涉及一种汽车轮毂加工工艺。

背景技术

轮毂，是轮胎内廓支撑轮胎的圆桶形的、中心装在轴上的金属部件，又叫轮圈、钢圈、轱辘、胎铃。轮毂根据直径、宽度、成型方式、材料不同而种类繁多。目前，传统的轮毂制造方法大多是一体成型，将铝锭熔化，用低压铸造形成轮辐和轮辋组件。然而，这种方法制造出来的轮毂质量大、惯性大，在高速转动时的变形也大，影响汽车的行驶性能，增加油耗。

针对上述问题，发明人将轮辐和轮辋分开制造成型，但在轮辋成型过程中，发现对翻边成型后的圆筒进行旋压时，容易出现不贴模，轮辋壁旋压过薄、缺少加工余量等质量问题。

发明内容

本发明意在提供一种汽车轮毂加工工艺，以解决轮辋成型过程中出现不贴模、轮辋壁旋压过薄的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：汽车轮毂加工工艺，包括以下步骤：

S1、轮辐成型：轮辐采用低温低压铸造工艺成型；

S2、轮辋成型：轮辋由圆筒经翻边成型和旋压成型制得，旋压成型步骤中使用旋压刀组件对翻边成型后的圆筒进行旋压，旋压刀组件包括用于对圆筒外壁初旋的第一旋压刀、用于对圆筒端部旋压的第二旋压刀和用于对圆筒外壁精旋的第三旋压刀，第一旋压刀的直径大于第二旋压刀的直径，第三旋压刀的端部设置为尖端，且第三旋压刀倾斜设置，第三旋压刀的倾斜角度为25°-65°；

S3、轮毂成型：将步骤S1中得到的轮辐与步骤S2中得到的轮辋复合，得到复合区域，对复合区域进行焊接，得到轮毂。

本方案的原理及优点是：本方案中，采用轮辐和轮辋分开成型制造，再将轮辐和轮辋复合形成轮毂，从而实现轮毂生产的模块化流水作业，大大提高其成品率。并且，本方案中，轮辐铸件比传统一体轮铸造件简单很多，降低了低压铸造的工艺难度，实现了645-660℃的低温低压铸造，在晶粒长大前就已铸造冷却成型，铸件晶粒细小致密，使得轮辐机械性能(抗拉强度、屈服强度、延伸率)比传统一体车轮优良，轮辐和轮辋复合在一起，强强联合，整体机械性能提高。

并且，由于传统一体车轮是由轮辋与轮辐一起铸造出来，模具型腔结构比较复杂，所以其铸造工艺对铝液的流动性要求高，这就迫使其铸造铝液温度高(680-720℃)，模温也比较高，这样铸造出来的铸件其性能就比低温低压(645-660℃)铸造出来的低。而由于铸件性能较低，在满足整车性能要求的情况下，只能采用增加材料的方法才能达到，用增加材料来弥补性能不足的问题。因此，传统一体车轮的质量比较大。而本方案能够采用低温低压(645-660℃)铸造轮辐，减少铸造轮辐的用料，进而实现了车轮轻量化设计，在满足整车需要性能情况下，整体重量比传统一体车轮轻20-30％，如此带来四大好处：一、减轻整车重量、续航里程增加约6％以上；二、0-100Km/h起步加速提高0.15-0.25秒；三、100-0Km/h刹车距离缩短1-3m；四、转向清晰、操控性能提高。而且，新开发车轮只需开发轮辐部分低压铸造模即可，轮辐可与轮辋灵活组合，大大缩短了开发的周期。

不仅如此，本方案中，对轮辋成型步骤中的旋压刀组件进行了结构优化，其中第一旋压刀沿圆筒轴向移动，用于对圆筒外壁进行初步旋压；第二旋压刀用于对圆筒的翻边处进行旋压，从而形成轮辋的轮缘；第三旋压刀用于对圆筒外壁进行精准旋压，通过将第三旋压刀的端部设置为尖端，第三旋压刀倾斜设置且倾斜角度为25°-65°，能够对小圆弧进行精准旋压而不干涉或触碰圆筒及模具的其他部位，特别是能够对气门口所在25°角精准旋压。如此旋压而得的轮辋贴模度高、成型好，且轮辋的壁厚合适，不会出现不贴模，轮辋壁厚过薄、缺少加工余量的问题。

优选的，作为一种改进，在步骤S2中，旋压成型步骤中使用的旋压模具包括左模和右模，右模上设有压板，压板上设有供圆筒的端部伸入的限位槽，压板通过弹性件远离或靠近右模，所述弹性件的预压力为300-550N。

本方案中，压板通过弹性件远离或靠近右模，且弹性件的预压力为300-550N，因此，在旋压成型过程中，压板能够相对右模发生轴向移动从而适应圆筒旋压过程中的延展形变，始终对翻边成型后的圆筒施加预紧力，使得圆筒贴模，并且，压板上的限位槽能够限制圆筒的端部，避免其端部发生翘曲，从而避免旋压成型后制得的轮辋的端口扩张，无法与轮辐复合形成轮毂。

优选的，作为一种改进，在步骤S2中，翻边成型步骤中使用的翻边模具包括上模和下模，上模具有上倾斜导向部以及与上倾斜导向部衔接的圆弧槽，上倾斜导向部向外倾斜，上倾斜导向部的倾斜角度为4°-6°，圆弧槽的半径为16-22mm。

本方案中，经发明人多次试验发现，在翻边成型步骤中，限定上倾斜导向部的倾斜角度为4°-6°，且限定圆弧槽的半径为16-22mm，能够确保圆筒顺利翻边，否则，可能会出现翻鼓、翻边不成型的问题。

优选的，作为一种改进，所述下模上设有下倾斜导向部，下倾斜导向部向内倾斜，下倾斜导向部的倾斜角度为9°-11°。

本方案中，下模上设置下倾斜导向部，实现对圆筒的导向，以便圆筒能够顺利插放在下模上。并且，经发明人多次试验发现，限定下倾斜导向部的倾斜角度为9°-11°，能够很好地导向圆筒沿下模向下移动。

优选的，作为一种改进，所述上模可拆卸连接有两相对设置的挂耳，挂耳的底端位于圆弧槽的下方，且挂耳靠近下模的一端与下模之间的垂直距离大于圆筒的壁厚。

本方案中，上模上设计的挂耳，其底端将会位于圆筒顶端翻边后所形成的卷边下方，因此，上模向上移动复位的过程中，圆筒顶端的卷边将钩挂在挂耳上，从而将圆筒向上提起，使得圆筒脱离下模，方便工人将翻边后的圆筒取下，避免工人手动从下模上取下翻边后的圆筒，提高轮辋成型的工作效率。

优选的，作为一种改进，在步骤S2中，圆筒由板材经开料、卷筒、压平和焊接后成型，焊接时采用第一焊头进行搅拌摩擦焊接。

本方案中，利用第一焊头对卷筒后形成的缝隙进行搅拌摩擦焊接，从而获得圆筒，无需焊料，成型工艺更简单。

优选的，作为一种改进，搅拌摩擦焊接的过程中，第一焊头的转速为1200-1500r/min，焊接速度为0.2-0.3mm/r，压入量为0.15-0.25mm。

本方案中，经发明人多次试验发现，限定第一焊头的转速为1200-1500r/min，焊接速度为0.2-0.3mm/r，压入量为0.15-0.25mm，能够很好地避免出现焊接隧道、弱结合、裂纹等缺陷。

优选的，作为一种改进，在步骤S3中，焊接复合区域时采用第二焊头进行搅拌摩擦焊接，第二焊头包括焊头本体和焊针，焊头本体的端部设有同心设置的凹槽，焊针固定于焊头本体上，且焊针与凹槽同心设置，焊针的前端设有第一螺纹部，焊针的后端设有第二螺纹部，第一螺纹部与第二螺纹部的旋向相反，焊针的直径沿其朝向焊头本体的方向逐渐增大；所述轮辐与轮辋的复合处缝隙≤0.3mm。

本方案中，在轮辐与轮辋分别加工成型后，利用第二焊头实现两者的焊接固定，在焊接时，通过第二焊头的高速转动实现轮辐和轮辋的焊接固定，不需要使用焊料，加工而成的轮毂，其机械性能优越。并且轮辐与轮辋的复合处缝隙≤0.3mm，如此避免出现焊接不良的问题。此外，本方案中，还对第二焊头进行了结构优化，其中，凹槽用于容纳并封住因轴肩压入零件表面产生的塑化后的材料，避免材料溢出；通过在焊针上设计旋向相反的第一螺纹部和第二螺纹部，在插入轮辐和轮辋的复合处使用时，能够增加搅动幅度，保证焊接效果；而且，本方案中，焊针的直径沿其朝向焊头本体的方向逐渐增大，以便焊针较为容易地插入轮辐和轮辋的复合处。

优选的，作为一种改进，所述焊针的前端的直径为3.5-4.5mm，焊针的后端的直径为5.8-7.8mm。

本方案中，通过加粗焊针的直径，延长焊针的使用寿命。不仅如此，更重要的是，将焊针的前端的直径限制在3.5-4.5mm，将焊针的后端的直径限制在5.8-7.8mm，从而避免焊接缺陷，如焊接处机械性能不良，空洞型、隧道型等焊接缺陷。

附图说明

图1为本发明实施例一中汽车轮毂加工工艺的流程图；

图2为本发明实施例一步骤S2中的翻边成型步骤中使用的翻边模具的主视纵向剖视图；

图3为图2中A的放大示意图；

图4为图2中B的放大示意图；

图5为本发明实施例一中上模和下模配合对圆筒进行翻边后的主视纵向剖视图；

图6为本发明实施例一步骤S2中的旋压成型步骤中使用的旋压模具的主视纵向剖视图；

图7为本发明实施例一中第一旋压刀、第二旋压刀与旋压模具配合时的主视纵向剖视图；

图8为本发明实施例一中第二旋压刀旋压圆筒翻边处时的主视纵向剖视图；

图9为本发明实施例一中第三旋压刀与旋压模具配合时的主视纵向剖视图；

图10为本发明实施例一中经步骤S2得到的轮辋的结构示意图；

图11为本发明实施例一中轮辐和轮辋复合时的结构示意图；

图12为本发明实施例三中第二焊头的轴测图；

图13为本发明实施例二中翻边模具的主视纵向剖视图；

图14为本发明实施例二中圆筒悬挂于挂耳上时翻边模具的主视纵向剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：上模1、上倾斜导向部110、圆弧槽120、圆弧部121、斜线部122、容纳槽130、下模2、上段模体210、下段模体220、下倾斜导向部221、垫圈3、圆筒4、左模5、导向槽510、右模6、导向部一610、导向部二620、压板7、限位槽701、连接件8、固定板9、弹簧10、镶块11、第一旋压刀12、第二旋压刀13、轮辋14、轮辐15、挂耳16、竖向部161、水平部162、第三旋压刀17、焊头本体18、凹槽181、焊针19、缓冲空间20。

实施例1

本实施例中的汽车轮毂加工工艺基本如图1所示，具体包括以下步骤：

S1、轮辐成型：轮辐15(如图11所示)采用低温低压铸造工艺成型，具体地，将铝锭熔炼，精炼除气后，利用低压铸造模具采用645-660℃的低温低压铸造方式成型，而后依次进行固溶热处理、时效热处理和车复合口(该部分为现有技术，在此不赘述)，得到轮辐15。具体地，本实施例中，轮辐15的低温低压铸造方式参照中国发明专利申请(CN110560664A)公开的一种铸件浇注方法。

S2、轮辋成型：将铝板(O态6061铝板，铜含量0.2-0.3％)开料后卷圆、压平，再将其焊接成圆筒4。上述过程中，焊接时采用第一焊头进行搅拌摩擦焊接，搅拌摩擦焊接的过程中，第一焊头的转速为1200r/min(可选1200-1500r/min)，焊接速度为0.2mm/r(可选0.2-0.3mm/r)，压入量为0.15mm(可选0.15-0.25mm)。

圆筒4经翻边成型和旋压成型后制得轮辋14(如图10所示)，其中，翻边成型步骤中使用的翻边模具如图2所示，包括上模1和下模2，结合图3所示，上模1的底端设有上倾斜导向部110和圆弧槽120，上倾斜导向部110和圆弧槽120呈环状，上倾斜导向部110的顶端与圆弧槽120衔接，上倾斜导向部110向外倾斜(由下至上看)，上倾斜导向部110的底端的直径小于圆筒4的内径；结合图3所示，圆弧槽120包括圆弧部121和斜线部122，上倾斜导向部110的顶端与圆弧槽120的圆弧部121衔接。上倾斜导向部110的倾斜角度为4°-6°，圆弧槽120的圆弧部121的半径为16-22mm。本实施例中，上倾斜导向部110的倾斜角度为6°，圆弧槽120的圆弧部121的半径为16mm。

下模2呈“凸”字形，下模2包括上段模体210和下段模体220，下段模体220用于固定圆筒4，其具体方式为：下段模体220与圆筒4过盈配合或过渡配合。本实施例中，下段模体220的直径比圆筒4的内径大0.8-1.2mm。结合图4所示，下模2的下段模体220上设有下倾斜导向部221，具体地，下倾斜导向部221设于下段模体220的顶端，下倾斜导向部221向内倾斜(由下至上看)，下倾斜导向部221的倾斜角度为9°-11°，下倾斜导向部221的顶端的直径小于圆筒4的内径。本实施例中，下倾斜导向部221的倾斜角度为10°。

上模1设有供下模2的上段模体210伸入的容纳槽130，容纳槽130的竖向中轴线与上模1的竖向中轴线重合，下模2的上段模体210的外周壁可与容纳槽130的内周壁相接触。下模2的外周壁上套设有垫圈3，垫圈3供圆筒4的底端抵紧。

在翻边成型步骤中，利用翻边模具对圆筒4进行翻边，具体过程如下：工人将待翻边的圆筒4插放于下模2上，此过程中，圆筒4顺利穿过上段模体210，但由于下段模体220的外周壁与圆筒4的内周壁过盈配合，因此，圆筒4沿下倾斜导向部221向下移动一段距离后，卡在下倾斜导向部221上，从而将圆筒4稳定插放于下模2上。

随后，上模1在驱动件(驱动件为液压缸等做直线往复运动的执行元件)的驱动下向下移动，上倾斜导向部110的底端伸入圆筒4内，随着上模1的下移，上倾斜导向部110逐渐对圆筒4的顶端施加向外的挤压力，使得圆筒4的顶端内周壁沿上倾斜导向部110扩张，实现对圆筒4顶端的扩口，为后续翻边打下基础。

上模1继续下移，上倾斜导向部110与圆筒4顶端的内周壁之间产生抱紧力，使得圆筒4沿下段模体220向下移动，直至圆筒4的底端与垫圈3相抵，此后圆筒4不再下移；而随着上模1继续下移，圆筒4的顶端沿上倾斜导向部110移动至圆弧槽120内，圆筒4的顶端沿圆弧槽120发生卷曲，从而实现圆筒4顶端的翻边，如图5所示。上述过程中，圆筒4的底端与垫圈3相抵时，上段模体210的顶端已伸入容纳槽130内，对上模1和下模2的相向运动进行导向。上述过程中，发明人经研究发现，对于上倾斜导向部110的倾斜角度范围以及圆弧槽120的半径范围的选择十分重要，仅在上倾斜导向部110的倾斜角度范围为4°-6°，且圆弧槽120的圆弧部121的半径范围为16-22mm时，能够很好地使得圆筒4翻边成型，否则，容易出现翻鼓、翻边不成型的问题。

圆筒4顶端的翻边完成后，上模1在驱动件的带动下向上移动复位，工人将下模2上的已经完成翻边的圆筒4取下即可，完成圆筒4的翻边，得到翻边成型后的圆筒4(如图5所示)。

翻边成型后的圆筒4经旋压成型步骤制得轮辋14(如图10所示)，旋压成型步骤中，使用旋压刀组件对翻边成型后的圆筒4进行旋压，如图7-图9所示，旋压刀组件包括用于对圆筒4外壁初旋的第一旋压刀12、用于对圆筒4端部旋压的第二旋压刀13和用于对圆筒4外壁精旋的第三旋压刀17，第一旋压刀12的直径大于第二旋压刀13的直径，第三旋压刀17的端部设置为尖端，且第三旋压刀17倾斜设置，本实施例中，第三旋压刀17的倾斜角度为60°(可选25°-65°)。

旋压成型步骤中使用的旋压模具如图6所示，包括左模5和右模6，右模6的右端设有压板7和连接件8，压板7盖合于右模6上，压板7上开设有供连接件8贯穿的通孔，且压板7与连接件8滑动连接。压板7的左侧壁开设有供右模6的右端伸入的圆槽，即压板7的左端呈环状。压板7朝向左模5的一端设有供圆筒4的端部伸入的限位槽701，限位槽701呈环形。限位槽701的内侧槽壁倾斜设置，且限位槽701的内径朝着左模5的方向逐渐变大，具体地，以图6为例，限位槽701的内径朝左逐渐变大，以便圆筒4的右端更轻易地由限位槽701的槽口伸入限位槽701内。

连接件8的右端连接有固定板9，具体地，连接件8为螺钉，右模6的右端开设有与连接件8螺纹配合的螺纹盲孔一，固定板9上开设有供连接件8的杆部贯穿的安装孔一(安装孔一的孔径小于连接件8的头部的直径)。本实施例中，连接件8的数量为两根，因此，对应地，压板7上的通孔、右模6上的螺纹盲孔一和固定板9上的安装孔一的数量均为两个。

压板7与固定板9之间设有若干弹性件，本实施例中，弹性件的数量为两根，且弹性件为弹簧10，弹簧10套设于连接件8的外周壁上，弹簧10的预压力为400N(可选300-550N)。压板7上的通孔(纵向截面)和固定板9上的安装孔一(纵向截面)均呈T型，弹簧10的左端位于压板7上的通孔内，弹簧10的右端位于固定板9上的安装孔一内，通过对弹簧10左右两端的限位从而避免弹簧10在连接件8的径向上跳动。

右模6的右端一体成型有导向部一610，压板7开设有与导向部一610滑动配合的导向孔，右模6与导向部一610同心，压板7与导向孔同心。如此，确保压板7与右模6同心，且确保压板7沿右模6轴向滑动过程中始终与右模6同心。右模6的左端一体成型有导向部二620，左模5的右端开设有与导向部二620滑动配合的导向槽510，右模6与导向部二620同心，左模5与导向槽510同心。如此，确保右模6与左模5同心，且确保右模6在向左移动过程中能够始终与左模5同心，进而确保右模6与左模5合并后形成的外轮廓与轮辋14的整体形状相匹配。

左模5的右端可拆卸连接有镶块11，镶块11可套于导向部二620的外周壁上。具体地，左模5的右端开设有若干螺纹盲孔二，镶块11开设有若干与螺纹盲孔二相对应的安装孔二，安装孔二呈T型。本实施例中，螺纹盲孔二和安装孔二的数量均为四个，且螺纹盲孔二沿左模5的圆周均匀分布。本步骤中，利用螺钉将贯穿安装孔二并与螺纹盲孔二螺纹连接，从而将镶块11固定安装在左模5的右端，并且，由于安装孔二呈T型，螺钉的头部可陷入安装孔二内，从而避免螺钉影响镶块11与右模6的贴合，进而使得左模5、镶块11和右模6合并后，其外轮廓与轮辋14的形状相匹配。如此，即可根据实际生产需要，更换不同规格的镶块11即可生产不同规格(不同宽幅)的轮辋14，操作方便，无需更换左模5和右模6。

旋压成型步骤中，将翻边成型后的圆筒4放在左模5上，圆筒4的左端位于左模5对应的部位上；随后，右模6在驱动件的驱动下向左移动，直至右模6与左模5合并。过程中，右模6上的导向部二620逐渐进入左模5的导向槽510内，导向部二620的外周壁与导向槽510的内周壁相接触，从而确保右模6与左模5同心。随着右模6继续向左移动，右模6的外周壁伸入圆筒4的右端内，且右模6的外周壁与圆筒4的内周壁相接触，直至圆筒4的右端伸入压板7上的限位槽701内，圆筒4的右端与限位槽701的槽壁相抵，弹簧10对压板7施加弹力，于是，压板7对圆筒4施加预紧力，从而将圆筒4固定在合并后的左模5和右模6上，如图6所示。

接着，左模5和右模6发生转动，第一旋压刀12沿圆筒4的轴向移动，用于对圆筒4的外壁进行初步旋压，第一旋压刀12完成对圆筒4外壁的初步旋压后，第二旋压刀13对圆筒4的左端进行旋压，使得圆筒4的左端(翻边处)形成轮缘(如图8所示)；再是第三旋压刀17对圆筒4外壁进行精准旋压，由于第三旋压刀17的端部设为尖端，且第三旋压刀17倾斜设置，因此，第三旋压刀17能够对小圆弧进行精准旋压而不干涉或触碰圆筒4以及模具的其他部位。本实施例中，圆筒4经翻边成型和旋压成型后得到如图10所示的轮辋14。

上述过程中，圆筒4受到第一旋压刀12和第三旋压刀17作用的部位发生形变，壁厚变薄，圆筒4的右端延展变长(圆筒4的左端受到左模5对应部位的限制，因此不会移动)，此时，压板7受到向左的作用力，且由于右模6的导向部一610与压板7的导向孔滑动配合，因此压板7向右移动压缩弹簧10，且压板7向右移动的过程中与右模6保持同心，从而适应圆筒4的延展长度，同时压板7始终对圆筒4的右端施加反作用力，将圆筒4固定在合并后的左模5和右模6上，以便第一旋压刀12和第三旋压刀17进行旋压操作。

上述过程中，圆筒4的右端向右延展时，由于圆筒4的右端伸入压板7的限位槽701内，因此，圆筒4的右端口无法向外扩张，从而确保轮辋14的端口内径符合加工要求，能够与轮辐15复合形成轮毂。

完成旋压后，移走第一旋压刀12、第二旋压刀13和第三旋压刀17，右模6在驱动件作用下向右移动，右模6与左模5分离，工人将旋压成型后的轮辋14取下即可。取下的轮辋14经固溶热处理后复旋，再经时效热处理，最后车复合口，得到轮辋14。

S3、轮毂成型：将步骤S1制得的轮辐15和步骤S2制得的轮辋14复合，复合后如图11所示，此时，轮辐15与轮辋14的复合处缝隙≤0.3mm，且轮辐15和轮辋14同心。而后对轮辐15和轮辋14的复合区域进行焊接。焊接复合区域时采用如图12所示的第二焊头进行搅拌摩擦焊接，第二焊头包括焊头本体18和焊针19，焊头本体18的端部设有同心设置的两个凹槽181，焊针19固定于焊头本体18上，且焊针19与凹槽181同心设置，焊针19的前端设有第一螺纹部，焊针19的后端设有第二螺纹部，第一螺纹部与第二螺纹部的旋向相反，焊针19的直径沿其朝向焊头本体18的方向逐渐增大，焊针19前端(焊针19远离焊头本体18的一端)的直径为3.5-4.5mm，焊针19后端(焊针19靠近焊头本体18的一端)的直径为5.8-7.8mm。

本步骤中，将轮辐15与轮辋14安装在圆台上，内撑用于支撑轮辋14与轮辐15的复合处，使复合处具有沿轮辐15的径向向外扩张的运动趋势，而后使得第二焊头高速转动，并使得第二焊头的焊针19伸入轮辐15与轮辋14的复合处，对轮辐15与轮辋14的复合处进行周向焊接固定。过程中，凹槽181用于容纳并封住因轴肩压入零件表面产生的塑化后的材料，避免材料溢出；焊针19上设计的旋向相反的第一螺纹部和第二螺纹部，在焊针19插入轮辐15与轮辋14的复合处使用时，增加搅动幅度，保证焊接效果；而且，本实施例中，焊针19的直径加粗，焊针19的使用寿命得以延长。

综上所述，本实施例中，将轮辐15与轮辋14分别成型后焊接固定得到轮毂，相较于传统的一体轮铸造技术，降低了铸造的工艺难度，实现了645-660℃的低温低压铸造，轮辐15机械性能比传统一体车轮优良，本实施例中所制得的轮毂的机械性能优越。且新开发车轮只需开发轮辐15部分低压铸造模，能够与轮辋14灵活组合，大大缩短了开发的周期。

实施例2

本实施例与实施例一的不同之处在于：如图12和图13所示，本实施例中，在步骤S2中，在翻边成型步骤中使用的翻边模具中，上模1的下端设置有挂耳16，挂耳16包括竖向部161和水平部162，竖向部161与上模1通过螺栓连接固定，水平部162可与翻边后的圆筒4的卷边相抵。

实际使用时，当圆筒4完成顶端翻边后，圆筒4顶端翻边后所形成的卷边位于挂耳16水平部162的上方。当上模1在驱动件的带动下向上移动复位的过程中，圆筒4顶端的卷边将钩挂在挂耳16的水平部162上，从而将圆筒4向上提起，使得圆筒4脱离下模2，方便工人将翻边后的圆筒4取下，相较于工人手动从下模2上取下翻边后的圆筒4而言提高了工作效率。

实施例3：本实施例与实施例1的不同之处在于：弹性件10的预压力为300N。

实施例4：本实施例与实施例1的不同之处在于：弹性件10的预压力为550N。

实施例5：本实施例与实施例1的不同之处在于：第三旋压刀17的倾斜角度为25°。

实施例6：本实施例与实施例1的不同之处在于：第三旋压刀17的倾斜角度为65°。

对比例1：采用传统一体轮铸造工艺制得轮毂，即采用轮辐和轮辋整体低压铸造工艺。

对比例2：本对比例与实施例1的不同之处在于：弹性件10的预压力为290N。

对比例3：本对比例与实施例1的不同之处在于：弹性件10的预压力为560N。

对比例4：本对比例与实施例1的不同之处在于：第一旋压刀12对圆筒4外壁进行初步旋压后，第三旋压刀17对圆筒4外壁进行精准旋压，再由第二旋压刀13对圆筒4的左端进行旋压。

对比例5：本对比例与实施例1的不同之处在于：第三旋压刀17的倾斜角度为20°。

对比例6：本对比例与实施例1的不同之处在于：第三旋压刀17的倾斜角度为70°。

将实施例1-6和对比例1-6制得的轮毂进行性能测试，其中，抗拉强度、屈服强度测试和延伸率拉伸试验按GB/T 228-2010进行，结果见表1。表1中，“/”表示未进行该性能测试，气门口所在25°角为图10中C部分。

表1

由表1可知，通过本发明制得的轮毂，其机械性能(抗拉强度、屈服强度和延伸率)优于采用传统一体轮铸造工艺所制得的轮毂。并且，本发明中，将弹性件的预压力限定在300-550N，将旋压成型步骤中第三旋压刀的倾斜角度限定在25°-65°，并改进对圆筒的旋压工艺，使得轮辋的贴模度高、成型好，特别是气门孔所在25°角贴模度高。此外，轮辋的壁厚合适，轮缘成型良好。

不仅如此，本发明中由轮辋和轮辐采用搅拌摩擦焊接工艺焊接而成，相较于通过螺栓固定连接轮辋与轮辋，或通过铆接固定连接轮辋与轮辐而言，本发明能够减轻轮毂的重量，同时保障轮辋的气密性(现有技术中的轮胎大多为无内胎轮胎，需要轮辋部分具有良好的气密性)。并且，本发明中制得的轮毂，其具有缓冲空间20(如图11所示)，缓冲空间20能够很好地减轻轮毂收到的来自轮毂径向和轴向的冲击力，更明显的是，缓冲空间20能够减少来自轮毂轴向的冲击力对轮辋的影响，保障了轮毂特别是轮辋的结构稳定性。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (9)

1.汽车轮毂加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

S1、轮辐成型：轮辐采用低温低压铸造工艺成型；

S2、轮辋成型：轮辋由圆筒经翻边成型和旋压成型制得，旋压成型步骤中使用旋压刀组件对翻边成型后的圆筒进行旋压，旋压刀组件包括用于对圆筒外壁初旋的第一旋压刀、用于对圆筒端部旋压的第二旋压刀和用于对圆筒外壁精旋的第三旋压刀，第一旋压刀的直径大于第二旋压刀的直径，第三旋压刀的端部设置为尖端，且第三旋压刀倾斜设置，第三旋压刀的倾斜角度为25°-65°；

S3、轮毂成型：将步骤S1中得到的轮辐与步骤S2中得到的轮辋复合，得到复合区域，对复合区域进行焊接，得到轮毂。

2.根据权利要求1所述的汽车轮毂加工工艺，其特征在于：在步骤S2中，旋压成型步骤中使用的旋压模具包括左模和右模，右模上设有压板，压板上设有供圆筒的端部伸入的限位槽，压板通过弹性件远离或靠近右模，所述弹性件的预压力为300-550N。

3.根据权利要求1或2所述的汽车轮毂加工工艺，其特征在于：在步骤S2中，翻边成型步骤中使用的翻边模具包括上模和下模，上模具有上倾斜导向部以及与上倾斜导向部衔接的圆弧槽，上倾斜导向部向外倾斜，上倾斜导向部的倾斜角度为4°-6°，圆弧槽的半径为16-22mm。

4.根据权利要求3所述的汽车轮毂加工工艺，其特征在于：所述下模上设有下倾斜导向部，下倾斜导向部向内倾斜，下倾斜导向部的倾斜角度为9°-11°。

5.根据权利要求3所述的汽车轮毂加工工艺，其特征在于：所述上模可拆卸连接有两相对设置的挂耳，挂耳的底端位于圆弧槽的下方，且挂耳靠近下模的一端与下模之间的垂直距离大于圆筒的壁厚。

6.根据权利要求1或5所述的汽车轮毂加工工艺，其特征在于：在步骤S2中，圆筒由板材经开料、卷筒、压平和焊接后成型，焊接时采用第一焊头进行搅拌摩擦焊接。

7.根据权利要求6所述的汽车轮毂加工工艺，其特征在于：搅拌摩擦焊接的过程中，第一焊头的转速为1200-1500r/min，焊接速度为0.2-0.3mm/r，压入量为0.15-0.25mm。

8.根据权利要求1或7所述的汽车轮毂加工工艺，其特征在于：在步骤S3中，焊接复合区域时采用第二焊头进行搅拌摩擦焊接，第二焊头包括焊头本体和焊针，焊头本体的端部设有同心设置的凹槽，焊针固定于焊头本体上，且焊针与凹槽同心设置，焊针的前端设有第一螺纹部，焊针的后端设有第二螺纹部，第一螺纹部与第二螺纹部的旋向相反，焊针的直径沿其朝向焊头本体的方向逐渐增大；所述轮辐与轮辋的复合处缝隙≤0.3mm。

9.根据权利要求8所述的汽车轮毂加工工艺，其特征在于：所述焊针的前端的直径为3.5-4.5mm，焊针的后端的直径为5.8-7.8mm。

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