CN114160649A - 一种单轮缘轮辋滚压成型工艺及工装 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轮辋生产制造技术领域，具体涉及一种单轮缘轮辋滚压成型工艺及工装。该工装，包括上滚型模具、下滚型模具和侧压辊，上滚型模具和下滚型模具用于单轮缘轮辋的滚压成型，侧压辊用于滚压成型时工件的径向和轴向定位；侧压辊至少包括端挡轮和侧挡轮，端挡轮呈锥体结构，用于对轮缘成型一侧的定位；侧挡轮呈圆柱体结构，圆柱体结构上设置有止口，用于对轮辋第二平直段成型一侧的定位。本发明所提供的单轮缘轮辋滚压成型工装，滚压成型前，半成品制件的安装定位方便、准确、可靠；滚压成型过程中，能有效控制轴向侧压力，制件的运动轨迹和材料的流向；滚压成型后，制件截面形状符合设计要求。

Description

一种单轮缘轮辋滚压成型工艺及工装

技术领域

本发明涉及轮辋生产制造技术领域，具体涉及一种单轮缘轮辋滚压成型工艺及工装。

背景技术

双轮缘轮辋，因两端成型后形状一致，均带有轮缘，两端滚压过程中受力较为均匀，所以不需要考虑滚型模轴向受力问题。

单轮缘型轮辋，由内轮辋和轮辐焊接，外轮辋通过螺母与螺栓连接，内轮辋截面形状左端大，且带轮缘，右端小，为圆柱面，自左到右径向尺寸逐渐变小，左右不对称，具体可参见图2和图3。

对于双轮缘轮辋滚压成型，由于受力简单，轴向侧压力相互抵消，只需考虑径向受力即可。而单轮缘内轮辋，滚压成型时的受力情况要复杂的多，在工艺上，最关键的就是如何消除轴向侧压力，滚压成型前如何平衡地安装和定位制件，使制件轴心线与下滚主轴轴线平行，滚压成型时如何控制制件的运动轨迹和材料流向尤其重要。

因此，如何提供一种能够满足上述要求的单轮缘轮辋滚压成型工艺及工装具有重要意义。

发明内容

基于上述表述，本发明的目的之一在于提供一种单轮缘轮辋滚压成型工装，该工装能有效控制轴向侧压力，制件的运动轨迹和材料的流向，保证滚压成型后，制件截面形状符合设计要求。

本发明通过以下技术方案来实现上述技术目的：

本发明提供一种单轮缘轮辋滚压成型工装，包括上滚型模具、下滚型模具和侧压辊，所述上滚型模具和下滚型模具用于单轮缘轮辋的滚压成型，所述侧压辊用于滚压成型时工件的径向和轴向定位；所述侧压辊至少包括端挡轮和侧挡轮，所述端挡轮呈锥体结构，用于对轮缘成型一侧的定位；所述侧挡轮呈圆柱体结构，所述圆柱体结构上设置有止口，用于对轮辋第二平直段成型一侧的定位。

优选地，所述上滚型模具和下滚型模具均至少包括三个模滚，所述三个模滚的分界线均位于滚形“空挡”处或圆柱面部位。

具体地，所述上滚型模具包括上外边滚、上中滚和上内边滚，所述上外边滚和上中边滚的分界线位于第一弧线段和第一平直段的连接处，所述上中滚与上内边滚的分界线位于第二弧线段上。

优选地，所述下滚型模具上还设置有止口面，所述止口面用于第二平直段成型一侧的定位。

优选地，所述侧压辊沿上滚型模具和下滚型模具的中心轴对称设置有两个。

优选地，所述侧压辊还包括隔套，所述隔套位于端挡轮和侧挡轮之间。

本发明所提供的单轮缘轮辋滚压成型工装，滚压成型前，半成品制件的安装定位方便、准确、可靠；滚压成型过程中，能有效控制轴向侧压力，制件的运动轨迹和材料的流向；滚压成型后，制件截面形状符合设计要求。

本发明的目的之二在于提供一种单轮缘轮辋滚压成型工艺，包括以下步骤：板料剪切、滚边、卷圆、压圆、压平、对焊、刨渣、滚压焊缝、修磨焊缝、复圆、扩口、采用上述的成型工装进行一次滚压成型、扩张定径。

优选地，还包括板料剪切后清洗的步骤。

优选地，还包括滚压焊缝后切除焊缝两端毛刺的步骤。

本发明所提供的单轮缘轮辋滚压成型工艺，在滚压成型前对制件进行了扩口处理，大大减少了滚压成型的变形量，之后再采用本发明所提供的滚压成型工装一次型滚压成型，可以在保证质量的前提下，降低成本，提高生产效率。

附图说明

图1为本发明制件经过扩口处理后得到的半成品工件的结构示意图；

图2为本发明中涉及的单轮缘轮辋的结构示意图；

图3为本发明中涉及的单轮缘轮辋安装时的结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的单轮缘轮辋滚压成型工装的结构示意图；

图5为图4中上滚型模具和下滚型模具轴向位置关系示意图；

图6为图4中侧压辊轴向结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1上滚型模具、2下滚型模具、3侧压辊、4工件、11上外边滚、12上中滚、13上内边滚、21下外边滚、22下中滚、23下内边滚、31端挡轮、32侧挡轮、33隔套、41轮缘、42第一弧线段、43第一平直段、44第二弧形段、45第二平直段。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

本发明涉及到的单轮缘轮辋，其截面形状左端大、右端小且带轮缘，为圆柱面，自左到右径向尺寸逐渐变小，左右不对称。其具体的结构如图2所示，包括依次一体成型的轮缘41、第一弧线段42、第一平直段43、第二弧形段44和第二平直段45，具体的安装结构参见图3。

实施例1

本实施例提供一种单轮缘轮辋滚压成型工装，如图4所示，包括上滚型模具1、下滚型模具2和侧压辊3，上滚型模具1和下滚型模具2用于单轮缘轮辋的滚压成型，侧压辊3用于滚压成型时工件的径向和轴向定位；

如图6所示，侧压辊3至少包括端挡轮31和侧挡轮32，端挡轮31呈锥体结构，用于对轮缘41成型一侧的定位，具体工作时，端挡轮31锥形面的一侧对应着轮辋轮缘41一侧，对其进行滚压成型时的定位；侧挡轮32呈圆柱体结构，并且圆柱体结构上设置有止口B，侧挡轮32通过该止口B用于对轮辋第二平直段45成型一侧的定位。

工作原理如下：上滚型模具1和下滚型模具2为主动滚，首先调整好两者的中心距，侧压辊3为从动滚，其可以按照图4所示方向调节，使制件径向和轴向定位，控制制件的旋压轨迹，预先调制合适位置。下滚型模具主轴可绕固定在机座上的心轴上下摆动，滚压成型前，下滚型模具下落，以便安装和取出制件，开始滚压成型时，启动下滚型模具，下滚型模具旋转，同时向上摆动，当摆动到制件接触侧压辊和上滚型模具时，带动侧压辊旋转，同时启动上滚型模具旋转开始滚压制件，滚压到位后，下滚型模具下落，取出制件，完成一个制件的滚压，对每一个滚压周期，设备均按照上述预先设置好的程序自动完成。

侧压辊3不参与滚压成型，只起定位制件的作用，端挡轮31控制制件的轴向窜动，侧挡轮32控制制件旋转的径向跳动，制件滚压成型后的圆度误差主要由侧压辊3控制。

如图5所示，上滚型模具1和下滚型模具2均至少包括三个模滚，三个模滚的分界线均位于滚型“空挡”处或圆柱面部位，避免制件在模滚分界处滚出毛刺和印痕。

将上下滚型模具设置为三个模滚拼装的形式，便于调试过程中滚子的修改，节约材料降低成本，同时方便制造和装卸，上滚型模具1和下滚型模具2两端均配有轴套，以调整上、下滚型模具的轴向位置。

具体地比如：上滚型模具1包括上外边滚11、上中滚12和上内边滚13，上外边滚11和上中边滚12的分界线位于第一弧线段42和第一平直段43的连接处，上中滚12和上内边滚13的分界线位于第二弧线段44上。

对应的，下滚型模具包括下外边滚21、下中滚22和下内边滚23，下外边滚21和下中滚22的分界线同样位于第一弧线段42和第一平直段43的连接处，下中滚22和下内边滚23的分界线同样位于第二弧线段44上。

下滚型模具2上还设置有止口面A，止口面A用于第二平直段4成型一侧的定位。

一般地，侧压辊3沿上滚型模具1和下滚型模具2的中心轴对称设置有两个，用于滚压成型的径向和轴向定位。

侧压辊3还包括隔套33，隔套33位于端挡轮31和侧挡轮32之间，安装时，三者同轴安装。

滚压成型前，如图1所示的制件φ380mm内表面自由搁置在下滚型模具上，并于下中滚接触(即制件圆柱部分，母线应处于水平位置)，同时使制件小端面(也即第二平直段4成型一侧)与下内边滚23的止口面A贴合，使制件轴向定位，该止口面A还有一个重要作用就是消除滚压成型时的侧压力，为了保证制件能平稳滚压成型，上外边滚21和上内边滚23同时接触制件。

实际调试中发现，经滚压成型后的产品外径φ389mm与外径φ403mm部位的单面高度差低于(403-389)/2＝7mm，制件缩口和拉伸后有回弹，为了保证其高度差为7mm，上滚型模具和下滚型模具中其外径高度差(单面)为7.5～7.6mm。

本实施例所提供的单轮缘轮辋滚压成型工装，滚压成型前，半成品制件的安装定位方便、准确和可靠，滚压过程中，能有效地控制轴向侧压力、制件的运动轨迹和材料的流向，滚压成型后制件截面形状符合要求，操作安全可靠，工作效率高。

实施例2

本实施例提供一种单轮缘轮辋滚压成型工艺，包括以下步骤：板料剪切、滚边、卷圆、压圆、压平、对焊、刨渣、滚压焊缝、修磨焊缝、复圆、扩口，得到如图1所示的半成品工件，最后再采用实施例1中的工装进行一次滚压成型处理、扩张定径即可。

其中，还包括板料剪切后清洗的步骤，清洗可采用超声波清洗的方法。

还包括滚压焊缝后切除焊缝两端毛刺的步骤。

本发明所涉及到单轮缘轮辋，直径最大部位的伸长率仅为：δ＝(L-L0)/L0×100％＝(444.5π-390π)/100％＝14％，其伸长率14％远远低于轮辋材料允许的伸长率26％，在滚压成型前对制件进行了扩口，大大减少了滚压成型的变形量，之后再采用本发明所提供的滚压成型工装一次型滚压成型，可以在保证质量的前提下，降低成本，提高生产效率。

在该工艺中，滚压成型时，小端口材料受压，适当缩口，滚压成型后内口径必须小于φ379mm，大端口及中部的材料受到拉伸，各径向尺寸变大，但均小于图2所示相应的径向尺寸，但是截面形状符合图2所示的产品截面形状，之后再经过扩张定径处理即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种单轮缘轮辋滚压成型工装，其特征在于，包括上滚型模具(1)、下滚型模具(2)和侧压辊(3)，

所述上滚型模具(1)和下滚型模具(2)用于单轮缘轮辋的滚压成型，所述侧压辊(3)用于滚压成型时工件的径向和轴向定位；

所述侧压辊(3)至少包括端挡轮(31)和侧挡轮(32)，所述端挡轮(31)呈锥体结构，用于对轮缘(41)成型一侧的定位；所述侧挡轮(32)呈圆柱体结构，所述圆柱体结构上设置有止口，所述止口用于对轮辋第二平直段(43)成型一侧的定位。

2.根据权利要求1所述的单轮缘轮辋滚压成型工装，其特征在于，所述上滚型模具(1)和下滚型模具(2)均至少包括三个模滚，所述三个模滚之间的分界线位于滚形“空挡”处或圆柱面部位。

3.根据权利要求2所述的单轮缘轮辋滚压成型工装，其特征在于，所述上滚型模具(1)包括上外边滚(11)、上中滚(12)和上内边滚(13)，所述上外边滚(11)和上中边滚(12)的分界线位于第一弧线段(42)和第一平直段(43)的连接处，所述上中滚(12)与上内边滚(13)的分界线位于第二弧线段(44)上。

4.根据权利要求1所述的单轮缘轮辋滚压成型工装，其特征在于，所述下滚型模具(2)上还设置有止口面，所述止口面用于第二平直段(45)成型一侧的定位。

5.根据权利要求1所述的单轮缘轮辋滚压成型工装，其特征在于，所述侧压辊(3)沿上滚型模具(1)和下滚型模具(2)的中心轴对称设置有两个。

6.根据权利要求1所述的单轮缘轮辋滚压成型工装，其特征在于，所述侧压辊(3)还包括隔套(33)，所述隔套(33)位于端挡轮(31)和侧挡轮(32)之间。

7.一种单轮缘轮辋滚压成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：板料剪切、滚边、卷圆、压圆、压平、对焊、刨渣、滚压焊缝、修磨焊缝、复圆、扩口、采用权利要求1～6任一项所述的成型工装进行一次滚压成型、扩张定径。

8.根据权利要求7所述的单轮缘轮辋滚压成型工艺，其特征在于，还包括板料剪切后清洗的步骤。

9.根据权利要求7所述的单轮缘轮辋滚压成型工装工艺，其特征在于，还包括滚压焊缝后切除焊缝两端毛刺的步骤。

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