JP2006102869A - Wheel, its machining method and machining device - Google Patents

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Mitsuhiro Hatakeyama
三寛 畠山
Shin Moriya
伸 森谷
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<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a machining device and a machining method of a light alloy wheel free to produce a wheel favorable in precision even in mass production and to provide the light alloy wheel from a bead seat part of which deflection is especially reduced by them. <P>SOLUTION: The wheel molded of a material by casting a wheel diameter of which is more than 16 inches and the deflection of the bead seat part of which is less than 0.2 mm is manufactured by machining an offset surface of the wheel material, fixing the offset surface of this wheel material on the machining device as a machining standard part and lathe-machining an outer peripheral surface of its rear rim part. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、特に車両用の軽合金ホイールを鋳造してリム部を旋盤加工する際、フレを極限まで低減することが可能なホイールの加工装置、加工方法に関するものであり、またそれにより製造されたフレの小さなホイールに関するものである。   The present invention relates to a wheel machining apparatus and a machining method capable of reducing the flare to a limit when lathing a rim portion by casting a light alloy wheel for a vehicle, and is manufactured by the same. It is related to a wheel with a small flare.

自動車のロードホイールには種々の材質、構造のものがあるが、自動車の軽量化及び外観や意匠性の向上を目的として、アルミホイールに代表される軽合金ホイールを装着する比率が増大している。この軽合金ホイールは、通常低圧鋳造法によって製造されることが一般的である。これは低圧鋳造法では、溶湯が金型キャビティ内に低速で充填されるので、ガスの巻込み及び酸化物の発生が他の鋳造法に比べて極力抑制されるからである。   There are various materials and structures of automobile road wheels, but for the purpose of reducing the weight and improving the appearance and design of automobiles, the ratio of mounting light alloy wheels such as aluminum wheels is increasing. . This light alloy wheel is generally manufactured by a low pressure casting method. This is because, in the low pressure casting method, the molten metal is filled into the mold cavity at a low speed, so that gas entrainment and oxide generation are suppressed as much as possible as compared with other casting methods.

一般に軽合金製ホイール30は、図9に示すようにボルトとナットにより車軸に取付けられる厚肉のハブ取り付け部31と厚肉部と薄肉部が混在してデザインとなるスポーク33からなるディスク部32と、タイヤが取着される薄肉のリム部34から構成されている。リム部の形状は規格により厳しく規定されている。アウターフランジ35とインナーフランジ36、およびアウター側のビードシート37とインナー側のビードシート38はタイヤが接触して内部の空気を密封するための形状であり特に重要な部分である。またディスク部32には車両と連結するための貫通孔39(ハブ穴)が形成される。ハブ取り付け部の裏側は平面に加工され(オフセット面40)、車両のハブに固定される。   In general, a light alloy wheel 30 has a thick hub attachment portion 31 attached to an axle by bolts and nuts as shown in FIG. 9, and a disc portion 32 composed of spokes 33 having a mixture of thick and thin portions. And a thin rim portion 34 to which the tire is attached. The shape of the rim is strictly defined by the standard. The outer flange 35 and the inner flange 36, and the outer side bead sheet 37 and the inner side bead sheet 38 have a shape for contacting the tire and sealing the air inside, and are particularly important parts. The disk portion 32 is formed with a through hole 39 (hub hole) for connecting to the vehicle. The back side of the hub mounting portion is processed into a flat surface (offset surface 40) and fixed to the hub of the vehicle.

従来、これらホイールを低圧鋳造で製造・加工する場合、まず低圧鋳造機により車両用のホイール素材が鋳造される。次にこのホイール素材のディスク部のハブ穴が形成される部分をドリルで穴あけする。その後、このホイール素材にT6処理などの熱処理を施す。熱処理されたホイール素材は図8に示す順で加工される。まずアウターフランジをクランプにより保持・固定され、このアウターフランジの端面全体を加工基準部として旋盤加工機のチャック装置に固定する。そしてリム部のインナーフランジ側のビードシート部を含む外周面と内周面を切削加工する。その後、最終形状となったインナーフランジをクランプにより保持・固定し、アウターフランジ側のリム部のビードシート部を含む外周面を旋盤加工する。この際、必要によりスポーク部表面やディスク面も加工する。ハブ穴やボルト穴をドリル加工する工程は上記の工程の何れかの間に設けられる。これにより最終製品形状に加工され、塗装・焼きつけ処理などを施して最終製品となる。   Conventionally, when these wheels are manufactured and processed by low pressure casting, first, a wheel material for a vehicle is cast by a low pressure casting machine. Next, a portion where the hub hole of the disk portion of the wheel material is formed is drilled. Thereafter, the wheel material is subjected to heat treatment such as T6 treatment. The heat-treated wheel material is processed in the order shown in FIG. First, the outer flange is held and fixed by a clamp, and the entire end surface of the outer flange is fixed to a chuck device of a lathe machine as a processing reference portion. Then, the outer peripheral surface and the inner peripheral surface including the bead seat portion on the inner flange side of the rim portion are cut. Thereafter, the inner flange having the final shape is held and fixed by a clamp, and the outer peripheral surface including the bead sheet portion of the rim portion on the outer flange side is turned. At this time, if necessary, the surface of the spoke part and the disk surface are processed. The step of drilling the hub hole or the bolt hole is provided between any of the above steps. As a result, it is processed into a final product shape, which is painted and baked to become the final product.

近年の軽合金ホイールの傾向として大口径化が目立つ。これは径の小さいホイールではスチール製ホイールと比較して重量の差がないが、径が大きくなることに比例して軽量化の効果が現れ、車両に装着した際に燃費向上等の機能を発揮するからである。しかしながら、重要保安部品で有る車両用ホイールでは大口径化されても小口径のものと同等の寸法精度を要求される。基本的に車両メーカの規格となる基準は(1)リムの円筒度および真円度、(2)ホイールのバランス(フレ)、(3)強度、である。(3)の強度はホイールを肉厚にするなど設計事項で対処できることが多い。   As the trend of light alloy wheels in recent years, the increase in diameter is conspicuous. This is because there is no difference in weight between the small-diameter wheel and the steel wheel, but the effect of weight reduction appears in proportion to the increase in diameter, and functions such as improved fuel economy when mounted on a vehicle. Because it does. However, a vehicle wheel, which is an important safety part, is required to have a dimensional accuracy equivalent to that of a small diameter even if the diameter is increased. The standards that are basically the standards of vehicle manufacturers are (1) rim cylindricity and roundness, (2) wheel balance (flare), and (3) strength. The strength of (3) can often be dealt with by design matters such as thickening the wheel.

特許文献1(特開平9−66410号公報)では前記(1)(2)に係わる加工精度の向上を計るため好適な方法として旋盤加工で用いるフィンガーチャック構造を開示している。この公報ではクランプ座および芯出し部材の存在が開示されており、軽合金ホイールを旋盤加工する際に加工機の回転軸とホイールの軸中心がずれることなくクランプされ、精度良い加工ができる工夫が成されている。しかしながら特許文献1に代表されるような技術はホイールが真円かつリム端面が平面であることを前提に考慮されている。実際は鋳造製軽合金ホイールでは鋳造後の熱処理・冷却をした際にディスク部でもゆがんで変形している。そのために、ゆがんだリム端を平面に押しつけてクランプすることになり、チャック装置とホイールが芯出しして固定された状態にならず、精密な加工精度が出せない。熱処理の際に各ホイールのリム内周面に円板状のジグを入れるなどひずみを低減させる試みが各社で成されているがラインの簡素化、サイクルタイムの短縮などの制約のなかで改善することは実質困難である。   Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 9-66410) discloses a finger chuck structure used in lathe machining as a suitable method for improving the machining accuracy related to (1) and (2). In this publication, the existence of a clamp seat and a centering member is disclosed, and when turning a light alloy wheel, the rotation axis of the processing machine and the axis center of the wheel are clamped without deviating, and a device capable of high-precision processing is disclosed. It is made. However, the technique represented by Patent Document 1 is considered on the assumption that the wheel is a perfect circle and the rim end surface is a flat surface. In fact, cast light alloy wheels are distorted and deformed even in the disk part when heat treatment and cooling are performed after casting. Therefore, the warped rim end is pressed against a flat surface and clamped, the chuck device and the wheel are not centered and fixed, and precise machining accuracy cannot be obtained. Each company has tried to reduce distortion by inserting a disk-shaped jig on the inner surface of the rim of each wheel during heat treatment, but it can be improved under the constraints of simplifying the line and shortening the cycle time. That is practically difficult.

また、特許文献2(特開2002−144804号公報)ではタイヤホイール保持用チャックのびびり防止装置として、インナー側のリム端を支持する防振ダンパを備えたものが記載されている。この加工装置における加工基準は実質上ハブ穴の内径である。一見すると特許文献1とは異なり、回転軸を中心とした真円度が高く、ふれのないホイールを加工しやすいように見えるが、このハブ穴自体の加工は特許文献1と同様にリム端を加工基準として加工装置に固定・ドリル加工されたものである。よって特許文献1で記載したことと同様に、ゆがんだリム端を平面に押しつけてクランプされた状態となる。この状態ではチャック装置とホイールが芯出しして固定された状態にならず、厳密な意味ではハブ穴が真に意図する回転軸と同軸に穴あけされていることにならない。また、ストッパ6によりホイールのオフセット面でチャック軸線方向に位置決めをしているものの、ホイールの固定は、ハブ穴を固定するチャック本体とリム端での防振ダンパで行っている。チャック本体は単にハブ穴内周面から同心円状に広がるように固定する構造であり、かつリム端が防振ダンパによりアウター側に押されている。ストッパ6は実質的にオフセット面に押し付けられておらず、単に接しているか、若しくは若干浮いている状態になる。特許文献2ではストッパ6がどのような構造であるか詳細は記載されておらず、ストッパ6の効果としては単なるチャック軸線方向の位置決めの手段としてしか記載されていない。この状態でホイールを回転させ、リム部のビードシート部を旋盤加工しても、ふれはある程度の精度でしか加工できず、0.2mm以下のふれの精度で量産加工することは不可能である。   Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-144804) describes a vibration prevention device for a tire wheel holding chuck that includes an anti-vibration damper that supports an inner rim end. The processing standard in this processing apparatus is substantially the inner diameter of the hub hole. At first glance, unlike Patent Document 1, the roundness centered on the rotation axis is high, and it seems that it is easy to process a wheel that does not run out. It is fixed and drilled to the processing equipment as the processing standard. Therefore, in the same manner as described in Patent Document 1, the rim end which is distorted is pressed against a flat surface and is clamped. In this state, the chuck device and the wheel are not centered and fixed, and in a strict sense, the hub hole is not drilled coaxially with the intended rotation axis. Although the stopper 6 is positioned in the chuck axis direction on the offset surface of the wheel, the wheel is fixed by a chuck body for fixing the hub hole and a vibration damping damper at the rim end. The chuck body is simply fixed so as to expand concentrically from the inner peripheral surface of the hub hole, and the rim end is pushed to the outer side by a vibration-proof damper. The stopper 6 is not substantially pressed against the offset surface and is simply in contact with or slightly floating. The details of the structure of the stopper 6 are not described in Patent Document 2, and the effect of the stopper 6 is described only as a positioning means in the chuck axis direction. Even if the wheel is rotated in this state and the bead seat portion of the rim is turned, the runout can be machined with a certain degree of accuracy, and mass production cannot be performed with a runout accuracy of 0.2 mm or less. .

また特許文献3(特開平5−228701号公報)では、ふれが小さく、加工時間の短い加工装置として、インナー側からハブ穴を固定し、かつリム端を緩衝部材で固定可能なインナー側に設置される固定器具を具備し、かつディスク面側からホイールのハブ穴を押して前記の固定器具にホイールを弾性支持する心押台を備えている加工装置が記載されている。しかし特許文献3においても、オフセット面に接するコレットホルダの役割についての詳細は記載されておらず、かつ特許文献3の構造では、ディスク面側からホイールのハブ穴を押して固定器具にホイールを弾性支持する心押台が設けられているため、加工装置全体が大きくなり生産上不具合が生じるとともに、ホイールを加工装置に取り付ける際に逐一心押台を一旦別場所に移動させる必要があり、生産サイクルを短縮しがたい構成である。
特開平9−66410号公報((0016)〜(0017)、第2図) 特開2002−144804号公報((0009)〜(0013)、第1図) 特開平5−228701号公報((0020)〜(0023)、第1図)
Further, in Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 5-228701), as a processing device with small deflection and short processing time, the hub hole is fixed from the inner side and the rim end is installed on the inner side which can be fixed by a buffer member. And a processing device including a tailstock that elastically supports the wheel by pressing the hub hole of the wheel from the disk surface side. However, Patent Document 3 does not describe the details of the role of the collet holder in contact with the offset surface, and in the structure of Patent Document 3, the wheel hub hole is pushed from the disk surface side to elastically support the wheel on the fixing device. Since the tailstock is configured to be large, the entire processing device becomes large, causing problems in production, and when the wheel is attached to the processing device, it is necessary to move the tailstock to a different place once and every time. This configuration is difficult to shorten.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-66410 ((0016) to (0017), FIG. 2) JP 2002-144804 ((0009) to (0013), FIG. 1) JP-A-5-228701 ((0020) to (0023), FIG. 1)

よって本発明は上記問題を解決するために従来よりもはるかに精度のよいホイールを大量生産でも可能な軽合金ホイールの加工装置および加工方法を提供し、かつそれによって特にビードシート部のフレを低減した軽合金ホイールを提供することである。   Therefore, the present invention provides a light alloy wheel processing apparatus and processing method capable of mass production of a wheel with much higher accuracy than the prior art in order to solve the above-mentioned problem, and in particular, thereby reducing the bead sheet flare. To provide a light alloy wheel.

本発明者らは、車両メーカが要求するホイールの加工精度は、車両に組みつけられた際のリム部(ビードシート部)でのふれが判断されることから、加工の条件も同様に、加工基準となる部位を、実際の車両のハブに固定されるオフセット面とすることが本願の課題を解決する手段となることに着目した。オフセット面を旋盤加工機の回転軸に対して垂直に固定し、かつハブ穴で回転軸を決めることで車両に実装した状態とほぼ同じ状態で旋盤加工機に固定し、切削することで車両メーカが要求する高精度なものを製造できるようになった。
つまり、本発明は、ホイール素材のオフセット面を加工し、このホイール素材のオフセット面を加工基準部として加工装置に固定し、その後リム部の外周面を旋盤加工することを特徴とする。また、ハブ穴を同時に加工基準部として使用しても良い。ハブ穴はインナーフランジ側からリム部内を介して固定可能な手段により、ハブ穴をチャックしてホイール素材のオフセット面を加工装置に引き付け、その後リム部の外周面を旋盤加工することが好ましい。
Since the processing accuracy of the wheel required by the vehicle manufacturer is determined by the rim portion (bead seat portion) when it is assembled to the vehicle, the processing conditions are the same as the processing conditions. Focusing on the fact that the reference portion is an offset surface fixed to an actual vehicle hub is a means for solving the problems of the present application. The offset surface is fixed perpendicular to the turning axis of the lathe machine, and the rotation axis is determined by the hub hole so that it is fixed to the lathe machine in the same state as that mounted on the vehicle, and then cut by the vehicle manufacturer. Can manufacture the high-precision products required.
That is, the present invention is characterized in that an offset surface of a wheel material is processed, the offset surface of the wheel material is fixed to a processing apparatus as a processing reference portion, and then the outer peripheral surface of the rim portion is turned. Further, the hub hole may be used as a processing reference portion at the same time. The hub hole is preferably chucked by means capable of being fixed from the inner flange side through the inside of the rim portion, and the offset surface of the wheel material is attracted to the processing device, and then the outer peripheral surface of the rim portion is lathe processed.

本発明において加工基準部とは加工機にホイール素材を実質的に固定する接触部分を指す。緩衝部材のような弾性体を用いて当接する部分は加工基準部を指すものではない。寸法精度を高めるためには、この加工基準部の寸法誤差が小さい方が望ましい。加工基準部は熱処理後に加工しても良いし、熱変形を受ける熱処理前に加工しても良い。熱処理前の歪みのないF材の時点で熱処理後の加工基準となる部分を先に加工しておくことで、さらに寸法誤差の無いホイールを製造可能である。また、オフセット面とはホイールのディスク部の裏に形成される、車両ハブとボルトなどにより連結される際の、ハブとの当接面である。通常このオフセット面はリム内周面を旋盤加工する際に連続して平面加工される。本発明でのハブ穴とは車体と連結するためのディスク面に形成される回転軸の穴およびその周囲に形成されるボルトでかしめるための穴を指す。   In the present invention, the processing reference portion refers to a contact portion that substantially fixes the wheel material to the processing machine. A portion that abuts using an elastic body such as a buffer member does not indicate a processing reference portion. In order to increase the dimensional accuracy, it is desirable that the dimensional error of the processing reference portion is small. The processing reference portion may be processed after the heat treatment, or may be processed before the heat treatment subjected to thermal deformation. By processing the portion that becomes the processing reference after the heat treatment at the time of the F material having no distortion before the heat treatment, it is possible to manufacture a wheel with no further dimensional error. Further, the offset surface is a contact surface formed on the rear side of the disk portion of the wheel and in contact with the hub when the vehicle hub is connected with a bolt or the like. Normally, this offset surface is continuously flattened when turning the inner peripheral surface of the rim. The hub hole in the present invention refers to a hole for a rotating shaft formed on a disk surface for connection with a vehicle body and a hole for caulking with a bolt formed around the hole.

旋盤加工の際には、熱処理により歪んだホイールの各部分を加工基準部としないで加工機に固定することが好ましい。ディスク部の中心に位置するハブ部は熱処理の影響を受けずらい。ディスク部にハブ穴を加工して加工基準部を形成し、この加工基準部でホイール素材を加工機に固定し、旋盤加工することで、ふれの極めて少ないホイールを製造することができる。前記したように従来は歪んだリム端面をクランプしてリム全体を旋盤加工していたため精度よく加工することは難しかった。熱処理前にハブ穴を精度よく加工しておけば、熱処理後のひずんだリムより遥かに精度のよい加工基準部が得られる。従来でもハブ穴は熱処理前にドリルで穴を開けて湯口の凝固片を除外することもある。しかしこれはここが金型の湯口となるセンターゲート方案において単に製品の湯口の溶湯凝固片を除去するためのものである。従来の加工によるハブ穴は、表面粗さや内径などの寸法精度は全く考慮されていない。ハブ穴の最終的な仕上げは熱処理後の旋盤加工によるものであって、当然このハブ穴を熱処理前に精度よく加工しておき、熱処理後の加工基準部とする発想は全くなされていない。もちろんドリル加工だけでなく、旋盤加工によってハブ穴の精度を出しても良い。   At the time of lathe processing, it is preferable to fix each portion of the wheel distorted by heat treatment to the processing machine without using it as a processing reference portion. The hub located at the center of the disk is not easily affected by heat treatment. A wheel with very little deflection can be manufactured by machining a hub hole in the disk portion to form a processing reference portion, fixing the wheel material to the processing machine at this processing reference portion, and turning. As described above, since the entire rim is turned by clamping the rim end face which has been distorted in the past, it has been difficult to process with high accuracy. If the hub hole is processed with high accuracy before the heat treatment, a processing reference portion that is far more accurate than the distorted rim after the heat treatment can be obtained. Conventionally, the hub hole may be drilled before heat treatment to exclude solidified pieces from the gate. However, this is merely for removing the molten solidified piece from the product gate in the center gate method where this is the mold gate. The hub holes obtained by conventional processing do not take into account dimensional accuracy such as surface roughness and inner diameter. The final finishing of the hub hole is performed by lathe processing after heat treatment. Naturally, the hub hole is processed with high accuracy before heat treatment, and the idea of using the processing reference portion after heat treatment is not made at all. Of course, the accuracy of the hub hole may be obtained not only by drilling but also by lathe processing.

前記したように熱処理後にハブ穴を形成して加工基準部にしても本発明の目標とする軽合金ホイールの寸法精度は得がたい。これは熱処理することによりリム部は変形するため、どちらのフランジを固定してもチャック装置とのずれが生じ、ドリルや旋盤によるハブ穴の加工軸とホイールの回転軸とがずれるためである。歪みの起こりずらい部分を歪みの小さいF材時に加工しておき、熱処理後にその加工部を加工基準部とすることで熱処理時の歪みの影響を低減して加工することができる。   As described above, it is difficult to obtain the dimensional accuracy of the light alloy wheel targeted by the present invention even if the hub hole is formed after the heat treatment and the processing reference portion is formed. This is because the rim portion is deformed by heat treatment, so that even if any of the flanges is fixed, the rim portion is displaced from the chuck device, and the processing axis of the hub hole by the drill or lathe is displaced from the rotational axis of the wheel. It is possible to perform processing while reducing the influence of distortion at the time of heat treatment by processing a portion where distortion is unlikely to occur at the time of F material with small distortion and using the processed portion as a processing reference portion after heat treatment.

ハブの加工は縦型旋盤を用いることができる。大口径の場合、機械剛性を考えると縦型旋盤の方が有利である。ハブ穴の加工は真円度が1.0mm以内であり、かつホイール素材との同心度が0.5mm以内で加工すれば目標とするフレ・歪みの少ない軽合金ホイールをさらに得やすい。好ましい真円度としては0.3mm、さらには0.1mm以内であり、また好ましい同心度は0.1mm、さらには0.05mm以内である。ハブ穴の径はφ50〜65mm程度である。同心度はホイール素材のリム部を真円としたデータム形状に対するものである。   A vertical lathe can be used for processing the hub. In the case of a large diameter, a vertical lathe is more advantageous in view of mechanical rigidity. When the hub hole is machined with a roundness of 1.0 mm or less and a concentricity with the wheel material of 0.5 mm or less, it is easier to obtain a target light alloy wheel with less deflection and distortion. The roundness is preferably 0.3 mm, more preferably within 0.1 mm, and the preferred concentricity is 0.1 mm, further within 0.05 mm. The diameter of the hub hole is about φ50 to 65 mm. Concentricity is for a datum shape with the rim of the wheel material taken as a perfect circle.

また、本発明の加工装置は、ホイールのリム部を旋盤加工するための加工装置であって、ホイールのオフセット面を旋盤加工の回転軸に対して垂直に固定するためのオフセット面当接部と、インナーフランジ側からリム部内を介してディスク面を加工装置に固定する固定部とを有することを特徴とする。この加工装置にはインナーフランジに当接する緩衝部材を具備することが好ましい。また、前記固定部はハブ穴の内周面を押し広げて把持し、かつインナーフランジ側へ引き込むことが可能なチャック装置を用いることが好ましい。これによりホイール径が16インチ以上であり、インナー側のビードシート部のフレが0.2mm以下である鋳造により素材成形されたホイールを量産上でも得ることが可能である。   Further, the processing device of the present invention is a processing device for lathing the rim portion of the wheel, the offset surface abutment portion for fixing the offset surface of the wheel perpendicular to the lathe rotation axis, And a fixing portion for fixing the disk surface to the processing apparatus from the inner flange side through the inside of the rim portion. This processing apparatus preferably includes a buffer member that contacts the inner flange. Further, it is preferable to use a chuck device that can hold and grip the inner peripheral surface of the hub hole and pull it toward the inner flange side. As a result, it is possible to obtain a wheel formed by casting in which the wheel diameter is 16 inches or more and the flare of the bead sheet portion on the inner side is 0.2 mm or less in mass production.

図1に本発明の工程の流れを示す。まずホイール素材を鋳造し(step1)、オフセット面を加工により形成する(step2)。その後、チャック装置にオフセット面を加工基準部として固定する。チャック装置の一例を図5,6に示す。チャック装置10はチャック装置本体(図示せず)に対して自由に回転可能である。チャック装置10は背板11上に、回転軸に沿って、ホイール素材のハブ穴を固定するためのアームが供えられている。このアームは台座12、コレットホルダ13、コレット14、およびオフセット面の固定板15から主になる。台座12は背板11上にボルトで固定されている。この台座12の上にコレットホルダ13がボルト締めされ、そのコレットホルダ13の頂部にオフセット面の固定板15が同心上に固定されている。コレットホルダ13は筒状形状であり、また、固定板15は中央部に孔が形成された円盤形状である。コレット14はコレットホルダ13内を摺動するように組み立てられている。このコレット14と台座12の間には弾性部材16が備えられており、コレット14は所定の距離だけコレットホルダ内を摺動する。また、コレット14はほぼ円筒状ながら、先端側に複数のスリットが設けられており、広角部材17がコレットの内側に押し込まれるとコレット14の先端側が開き、ホイール素材のハブ穴内周面を把持することができる。広角部材17にはロッド18が設けられ、このロッド18はコレット14、台座12の回転軸中心に沿って背板11まで延びており、背板11内で摺動自在に駆動制御されている。また、背板11の外周側には緩衝部材19が設けられている。この緩衝部材19は所定のばね係数を持つコイルと、フランジ部を加工時に緩衝するピストンからなる。緩衝部材19はインナーフランジをインナー側から軸方向に押すように備えられ、旋盤加工時のホイール素材フランジ部のふれを抑える役割を持つ。   FIG. 1 shows a process flow of the present invention. First, a wheel material is cast (step 1), and an offset surface is formed by machining (step 2). Thereafter, the offset surface is fixed to the chuck device as a processing reference portion. An example of the chuck device is shown in FIGS. The chuck device 10 is freely rotatable with respect to a chuck device main body (not shown). The chuck device 10 is provided with an arm for fixing a hub hole of a wheel material on a back plate 11 along a rotation axis. This arm mainly consists of a pedestal 12, a collet holder 13, a collet 14, and a fixed plate 15 having an offset surface. The pedestal 12 is fixed on the back plate 11 with bolts. A collet holder 13 is bolted on the pedestal 12, and an offset surface fixing plate 15 is concentrically fixed to the top of the collet holder 13. The collet holder 13 has a cylindrical shape, and the fixing plate 15 has a disk shape with a hole formed in the center. The collet 14 is assembled so as to slide in the collet holder 13. An elastic member 16 is provided between the collet 14 and the base 12, and the collet 14 slides within the collet holder by a predetermined distance. Although the collet 14 is substantially cylindrical, a plurality of slits are provided on the tip side. When the wide-angle member 17 is pushed into the collet, the tip side of the collet 14 opens and grips the inner peripheral surface of the hub hole of the wheel material. be able to. A rod 18 is provided on the wide-angle member 17, and this rod 18 extends to the back plate 11 along the center of the collet 14 and the axis of rotation of the base 12, and is slidably driven within the back plate 11. A buffer member 19 is provided on the outer peripheral side of the back plate 11. The buffer member 19 includes a coil having a predetermined spring coefficient and a piston for buffering the flange portion during processing. The buffer member 19 is provided so as to push the inner flange in the axial direction from the inner side, and has a role of suppressing the wobbling of the wheel material flange portion during lathe processing.

このチャック装置にホイール素材が固定される状態を説明する。図5に示すように、ホイール素材の固定前の状態では、ロッド8は先端側に移動し、広角部材17はコレット14を押し広げていない状態である。この時、コレット14の外径はホイール素材のハブ穴の内径よりも小さい。ホイール素材30は、ロボットアーム(図示せず)によりチャック装置に同軸になるよう配置され、図6に示すようにチャック装置側に押し込まれる。まず緩衝部材19がインナーフランジと当接し、ピストン内のコイルを押し縮める。この状態のまま、ホイール素材はオフセット面40が固定板15に接するまで押し込まれる。このようにしてホイール素材の軸方向位置が決まった状態で、ロッド18が加工装置本体側に引き込まれ、先端の広角部材17がコレット14の先端側を押し広げる。コレット14の先端側がホイール素材ハブ穴の内周面を把持した状態で、さらにロッド18に加工装置本体側に引き込む力を付与し、ホイール素材のオフセット面40を固定板15に押し付け、回転軸に対してオフセット面を垂直にする。この固定状態は車両のハブに実装された状態と極めて近い状態である(step3)。この状態でリムの外周面(ビードシート部)を加工する(step4)。   A state where the wheel material is fixed to the chuck device will be described. As shown in FIG. 5, in a state before the wheel material is fixed, the rod 8 moves to the tip side, and the wide-angle member 17 does not push the collet 14 apart. At this time, the outer diameter of the collet 14 is smaller than the inner diameter of the hub hole of the wheel material. The wheel blank 30 is arranged coaxially with the chuck device by a robot arm (not shown), and is pushed into the chuck device side as shown in FIG. First, the buffer member 19 comes into contact with the inner flange and compresses the coil in the piston. In this state, the wheel material is pushed in until the offset surface 40 contacts the fixed plate 15. With the axial position of the wheel material determined in this way, the rod 18 is pulled into the processing apparatus main body, and the wide-angle member 17 at the tip pushes the tip side of the collet 14 apart. In a state where the tip side of the collet 14 grips the inner peripheral surface of the wheel material hub hole, the rod 18 is further given a pulling force toward the processing apparatus main body, and the offset surface 40 of the wheel material is pressed against the fixed plate 15 to Make the offset plane perpendicular to it. This fixed state is very close to the state mounted on the vehicle hub (step 3). In this state, the outer peripheral surface (bead sheet portion) of the rim is processed (step 4).

また、熱処理前に一部加工を施し、熱処理後の旋盤加工での加工基準部とすることが好ましい。理由を以下に説明する。
リム部の円筒度、真円度は、熱処理を行う際に寸法精度が悪化する。リム自体の厚さは非常に薄く、旋盤加工前のホイール素材では10mm程度である。小口径でも大口径でも必要とされる素材肉厚は同程度である。小口径であればさほど問題はないが、大口径化されると円筒状のリム部の径に対して肉厚が薄くなるため、変形が起きやすくなる。このリム部の変形は主に熱処理時、およびその後の焼入れ処理(水焼入れ)時に起こることが確認された。多量の鋳造熱処理品を一同に焼入れしようとしても、各ホイール素材のリム部に円周方向に渡って均一に冷却することは困難であり、これを起因としてリム部が歪むことが考えられる。従来では熱処理後のホイール素材のリム端面を加工基準部として旋盤加工しているが、このリム端面は熱処理により変形してひずんでおり、このリム端面を加工基準部として加工機にクランプしても厳密には曲がった状態で固定・旋盤加工されているために目標とする寸法誤差範囲から外れやすい。ハブ穴を加工基準部とする特許文献2のような加工方法もあるが、ハブ穴をドリル加工する際にマシニング装置に固定する加工基準部は上記と同様にリム端面である。よってハブ穴自体がホイールの回転軸と同軸もしくは傾いてドリル加工され、結局このハブ穴を加工基準部としてもホイールのバランスが崩れたまま固定・旋盤加工されているために目標とする寸法誤差範囲から外れやすい。
Further, it is preferable that a part of the processing is performed before the heat treatment to form a processing reference portion in the lathe processing after the heat treatment. The reason will be described below.
The cylindricity and roundness of the rim part deteriorate in dimensional accuracy when heat treatment is performed. The thickness of the rim itself is very thin, and is about 10 mm for the wheel material before turning. The required material thickness is the same for both small and large calibers. If the diameter is small, there is no problem. However, if the diameter is increased, the thickness is reduced with respect to the diameter of the cylindrical rim portion, so that deformation is likely to occur. It has been confirmed that the deformation of the rim portion mainly occurs during heat treatment and subsequent quenching (water quenching). Even if a large amount of cast heat-treated products are to be quenched together, it is difficult to uniformly cool the rim portion of each wheel material in the circumferential direction, and it is considered that the rim portion is distorted due to this. Conventionally, the rim end face of the wheel material after heat treatment is turned using the machining reference part, but this rim end face is deformed and distorted by the heat treatment, and even if this rim end face is clamped to the processing machine as the machining reference part. Strictly speaking, since it is fixed and turned in a bent state, it tends to be out of the target dimensional error range. There is also a processing method as described in Patent Document 2 in which the hub hole is a processing reference portion, but the processing reference portion that is fixed to the machining apparatus when the hub hole is drilled is the rim end surface as described above. Therefore, the hub hole itself is drilled while being coaxial or inclined with respect to the rotation axis of the wheel. After all, the hub hole is fixed and turned while the balance of the wheel is lost even if the hub hole is used as the machining reference part. Easy to come off.

特に、鋳造により製造した鋳造直後のホイール素材のリム部は完全な真円ではなくてリムの肉厚が周方向で変動する。周方向にリムの肉厚を見ていくと、横型分割面ではリムの肉厚は比較的厚肉である。それに対して、横型中央部では薄肉である。つまり90°毎にリム厚が厚肉、薄肉、厚肉、と順に変化する。これは図10に示すように鋳造機の横型がホイールからかじることなく離型させるために、リム外周部を形成する型割れ面側のキャビティは、横型の移動方向に対して抜け勾配が設けられているためである。これにより型割れ面で成形されたリムは横型中央部で成形されたリムと比較してセンターゲート法案では2〜4mm程度、リムに湯口が設けられるサイドゲート法案やマルチゲート法案では8〜12mm程度厚くなっている。この肉厚差を残したまま熱処理を行うと厚い部分と薄い部分での熱変形量が変わるためにリムがひずむ主要因となる。よって熱処理前に一度リム部を旋盤加工するなどして、リム部を周方向に肉厚が均一になるように加工しておくことがひずみを抑制する為に有効な手段である。   In particular, the rim portion of the wheel material immediately after casting manufactured by casting is not a perfect circle, and the thickness of the rim varies in the circumferential direction. Looking at the thickness of the rim in the circumferential direction, the thickness of the rim is relatively thick on the horizontal dividing surface. In contrast, the horizontal central portion is thin. That is, the rim thickness changes in order of thick, thin, and thick every 90 °. As shown in FIG. 10, in order to release the horizontal mold of the casting machine without galling from the wheel, the cavity on the mold crack surface forming the outer periphery of the rim is provided with a draft gradient with respect to the moving direction of the horizontal mold. This is because. As a result, the rim molded with the cracked surface is about 2 to 4 mm in the center gate bill and about 8 to 12 mm in the side gate bill or multi-gate bill in which the rim is provided as compared with the rim molded in the center portion of the horizontal mold. It is thick. If heat treatment is performed with this thickness difference remaining, the amount of thermal deformation at the thick and thin portions changes, which is the main factor that distorts the rim. Therefore, it is an effective means for suppressing distortion to process the rim portion so as to have a uniform thickness in the circumferential direction by turning the rim portion once before heat treatment.

上記方法は、リム部を形成する金型に湯口が設けられるサイドゲート法案や、ディスク部とリム部の各々に湯口が設けられるマルチゲート法案に適用することが好ましい。これらの法案では湯口の部分の凝固片がリム部周面に残留する。そのため前記したようにディスク部から溶湯を供給するセンターゲート法案よりもリム肉厚が変動している。特にマルチゲート法案は大口径のホイール製造に最適な法案であるから、この大口径ホイールの製造において配慮しなければないらないひずみ抑制作業において、本発明を適用させたときの効果は一段と大きい。   The above method is preferably applied to a side gate method in which a gate for forming a rim portion is provided with a gate and a multi-gate method in which a gate is provided for each of a disk portion and a rim portion. In these bills, the solidified pieces at the gate remain on the peripheral surface of the rim. Therefore, as described above, the rim wall thickness varies more than the center gate method that supplies molten metal from the disk portion. In particular, since the multi-gate bill is an optimum bill for manufacturing a large-diameter wheel, the effect of applying the present invention is much greater in the strain suppression work that must be taken into consideration in the manufacture of the large-diameter wheel.

肉厚を均一にするための加工は製品目的寸法に対して0.05mm〜3mm以内の均一な加工代を残して加工することが好ましい。0.05mm未満であると、他の要因で若干のひずみを起した場合、最終目標寸法に加工する際に加工代が不足する可能性がある。但し熱処理前に最終目標寸法、つまりは0.05mm以内に加工することも本発明が包含する範囲である。また、肉厚を均一にするための加工はリムの内周側および外周側の両方に施すことが好ましいがこれに特に限定されず、内周面または外周面のみに加工するものでもよい。   The processing for making the thickness uniform is preferably performed while leaving a uniform processing allowance within 0.05 mm to 3 mm with respect to the product target dimension. When it is less than 0.05 mm, when some distortion occurs due to other factors, there is a possibility that the machining allowance is insufficient when machining to the final target dimension. However, processing within the final target dimension, that is, 0.05 mm before heat treatment is also within the scope of the present invention. Further, the processing for making the thickness uniform is preferably performed on both the inner peripheral side and the outer peripheral side of the rim. However, the processing is not particularly limited to this, and the processing may be performed only on the inner peripheral surface or the outer peripheral surface.

鋳造する合金の組成は既知のもの、例えばアルミホイール用途として使用されるAC4C,AC4CH材の他、Al−Si―Cu系、Al−Si−Mg系、Al−Mg系合金製など、例えばADC3材,ADC5材,ADC10材、ADC12材などでも適宜使用できる。さらに、本発明は16インチ以上のホイール製造に対してより優位な効果を発揮するが、それより小さなホイールでもその効果自体は同一で大きさにより限定されるものではない。これら本発明の方法をいくつか述べたが、当然ながらそれらの複数の方法を組合せて使用することも考慮してホイールのひずみ低減を計ることでさらなる効果が得られる。16インチ以上のホイールであっても、インナー側、アウター側のビードシート部でのフレが0.20mm以内、さらには0.10mm以内である軽合金ホイールを製造できる。   The composition of the alloy to be cast is known, for example, AC4C, AC4CH materials used for aluminum wheel applications, Al-Si-Cu, Al-Si-Mg, Al-Mg alloys, etc. , ADC5 material, ADC10 material, ADC12 material, etc. can be used as appropriate. Furthermore, although the present invention exerts a more advantageous effect on the manufacture of wheels of 16 inches or more, the effect itself is the same and is not limited by the size even with a smaller wheel. Although some of these methods of the present invention have been described, it is a matter of course that further effects can be obtained by measuring the distortion of the wheel in consideration of using a plurality of methods in combination. Even with a wheel of 16 inches or more, it is possible to manufacture a light alloy wheel having a flare of 0.20 mm or less and 0.10 mm or less on the inner and outer bead sheet portions.

以上に記述の如く、従来はリム端もしくはハブ穴を加工基準部としてリム部(ビードシート部)を旋盤加工していたが、本発明によれば、ホイール素材のオフセット面を加工基準部とし、車両に固定される状態に最も近い状態でホイール素材を旋盤加工するため、車両メーカで要求されるホイールのふれの寸法誤差が極めて小さくなり、より安全性の高い車両用ホイールを提供できる。
また、ホイール素材に熱処理前の時点で所定の加工を施し、熱処理後にその加工部を加工基準部として使用または併用することで、より寸法誤差の小さい車両用ホイールを提供できる。
また、熱処理前にリム部の少なくとも一部を周方向に沿って肉厚が均一になるように加工しておくことで、熱処理によるリム部のひずみが従来よりも解消され、さらに精度の高い車両用ホイールを提供できる。
これらの本発明の製造方法を適用することにより、16インチ以上の大口径の軽合金ホイールであってもビードシート部でのフレが0.20mm以内、さらには0.10mm以内の車両用ホイールを安定的に製造することに成功している。
As described above, the rim portion (bead sheet portion) has been conventionally lathe processed with the rim end or hub hole as the processing reference portion, but according to the present invention, the offset surface of the wheel material is used as the processing reference portion, Since the wheel material is turned in a state closest to the state of being fixed to the vehicle, the wheel dimensional error required by the vehicle manufacturer is extremely small, and a vehicle wheel with higher safety can be provided.
Further, by subjecting the wheel material to a predetermined processing before the heat treatment and using or using the processed portion as a processing reference portion after the heat treatment, a vehicle wheel with smaller dimensional error can be provided.
In addition, by processing at least a part of the rim portion so that the wall thickness is uniform along the circumferential direction before heat treatment, the distortion of the rim portion due to heat treatment is eliminated more than before, and a vehicle with higher accuracy. Wheel can be provided.
By applying these manufacturing methods of the present invention, even a light alloy wheel having a large diameter of 16 inches or more has a flare at the bead seat portion within 0.20 mm, and further within 0.10 mm. Succeeded in manufacturing stably.

次に本発明を実施例によって具体的に説明するが、これら実施例により本発明が限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited by these Examples.

(実施例1)
本発明の工程の流れの詳細な一例を図2に示す。まず軽合金ホイールは低圧鋳造した一体鋳造ホイールを用いた。低圧鋳造においてはAC4C材などを溶湯原料として用い、金型はホイールのディスク部の中心位置、およびリム部の周囲に湯口を設けるマルチゲート方案のものを用いた。これによりリム部とディスク部が一体型であるホイール素材(F材)を得た(Step1)。このF材のディスク部中心位置に旋盤加工によりφ53mmのハブ穴を形成した。但し最終ハブ穴寸法(56mm)に対して加工代を1.5mm残している。また、ディスク部のボルト穴も同様にして形成した。ハブ穴の加工においてはオークマ社製加工機LAW−V24型を用い、軸方向の送り速度を5mm/sとした。これによりハブ穴の内面は最終製品寸法として規定される真円度0.2mm以下、同軸度0.03mmのものを加工できた(STEP1a)。その後、このハブ穴を加工したホイール素材を545℃×4.0hで熱処理後に水冷し、その後140℃×2.0h熱処理するT6処理を行なった(STEP1b)。この熱処理によりディスク面に歪みが生じた。歪みの測定はホイールのアウターフランジを平坦面に接触させ、アウターフランジと平坦面の間に生じる隙間を隙間ゲージにより測定した。試料数は30個である。これによる隙間の発生は17インチ用のホイールでは平均0.55mm、18インチ用のホイールでは平均0.61mmであった。
Example 1
A detailed example of the process flow of the present invention is shown in FIG. First, the light alloy wheel used was an integrally cast wheel that was low-pressure cast. In low-pressure casting, AC4C material or the like was used as a raw material for the molten metal, and the mold used was a multi-gate method in which a pouring gate was provided around the center position of the disk part of the wheel and around the rim part. As a result, a wheel material (F material) in which the rim portion and the disc portion are integrated was obtained (Step 1). A hub hole having a diameter of 53 mm was formed by lathe processing at the center position of the disk portion of the F material. However, a machining allowance of 1.5 mm is left for the final hub hole dimension (56 mm). The bolt holes in the disk part were formed in the same manner. In processing the hub hole, a processing machine LAW-V24 manufactured by Okuma Corporation was used, and the feed rate in the axial direction was set to 5 mm / s. As a result, the inner surface of the hub hole could be machined with a roundness of 0.2 mm or less and a concentricity of 0.03 mm defined as the final product dimensions (STEP 1a). Thereafter, the wheel material in which the hub hole was processed was heat-treated at 545 ° C. × 4.0 h and then water-cooled, and then T6 treatment was performed (140 ° C. × 2.0 h) (STEP 1b). This heat treatment caused distortion on the disk surface. The strain was measured by bringing the outer flange of the wheel into contact with a flat surface and measuring the gap generated between the outer flange and the flat surface with a gap gauge. The number of samples is 30. The generation of gaps due to this was an average of 0.55 mm for 17-inch wheels and an average of 0.61 mm for 18-inch wheels.

この熱処理後のホイール素材に対してハブ穴を加工基準部として加工を行った。内径基準治具であるコレットチャックを用いてアウターフランジ側から旋盤加工機のチャック装置に装着した(step1c)。またアウターフランジ端部が緩衝部材に軸方向から当接するようにして軸方向位置を合わせると同時に旋盤加工時のふれの発生を抑えた。旋盤加工の加工条件は、回転数1600回転、一回転あたりのバイトの送り速度は0.8〜1.2mmとした。この状態でハブの固定面であるオフセット面を旋盤加工した(step2)。
その後、コレットチャックからホイール素材を外し、図5,6に示す本発明のチャック装置を用い、このオフセット面およびハブ穴を加工基準部としてホイール素材を固定した(step3)。また、インナーフランジは緩衝部材へ当接させ、ふれの発生を抑えた。旋盤加工の加工条件は、回転数1600回転、一回転あたりのバイトの送り速度は0.8〜1.2mmとした。この状態でアウターフランジからインナーフランジまで、リムの外周面を旋盤加工した(step4)。
その後、本発明のチャック装置からホイール素材を外し、再度ホイール素材を裏返して、アウターフランジを図7に示すような従来のチャック装置で固定し、インナーフランジ端部とリム部の内周面側を旋盤加工した(step4a)。また、このアウターフランジを加工基準部とした状態で、ハブ穴とボルト穴の最終加工を行って最終製品形状のホイール加工品を得た。この車両用ホイールの回転軸に対する外径のばらつきを測定した。ハブ穴に試験用の回転軸を固定しインナー側とアウター側のビードシートの外周面に表面粗さ計の針を接触させながらホイールを回転させて目標寸法に対する誤差(フレ)を測定した。測定位置は等角度に10ヶ所(36°おき)とした。表1に本発明のインナー側とアウター側のビードシートの目標寸法に対するフレの最大値、及びその標準偏差を示す。
The wheel material after the heat treatment was processed using the hub hole as a processing reference portion. The collet chuck, which is an inner diameter reference jig, was mounted on the lathe machine chuck device from the outer flange side (step 1c). In addition, the axial position is adjusted so that the end of the outer flange is in contact with the buffer member from the axial direction, and at the same time, occurrence of deflection during lathe machining is suppressed. The lathe processing conditions were 1600 revolutions and a bite feed rate per revolution of 0.8 to 1.2 mm. In this state, the offset surface, which is the fixed surface of the hub, was turned (step 2).
Thereafter, the wheel material was removed from the collet chuck, and the wheel material was fixed using the offset surface and the hub hole as a processing reference portion using the chuck device of the present invention shown in FIGS. 5 and 6 (step 3). In addition, the inner flange was brought into contact with the buffer member to suppress the occurrence of wobbling. The lathe processing conditions were 1600 revolutions and a bite feed rate per revolution of 0.8 to 1.2 mm. In this state, the outer peripheral surface of the rim was turned from the outer flange to the inner flange (step 4).
Thereafter, the wheel material is removed from the chuck device of the present invention, the wheel material is turned over again, and the outer flange is fixed by a conventional chuck device as shown in FIG. 7, and the inner flange end portion and the inner peripheral surface side of the rim portion are fixed. A lathe was processed (step 4a). In addition, with the outer flange as a processing reference portion, the hub hole and the bolt hole were finally processed to obtain a wheel processed product having a final product shape. The variation of the outer diameter of the vehicle wheel with respect to the rotation axis was measured. The test rotating shaft was fixed to the hub hole, and the error (flare) with respect to the target dimension was measured by rotating the wheel while bringing the surface roughness meter needle into contact with the outer peripheral surfaces of the inner and outer bead sheets. The measurement positions were 10 equiangular positions (every 36 °). Table 1 shows the maximum value of the flare with respect to the target dimensions of the inner side and outer side bead sheets of the present invention, and the standard deviation thereof.

Figure 2006102869
Figure 2006102869

(比較例1)
図8に示すような従来の工程で比較実験を行なった。実施例1と同様にF材の製造を行った後、ハブ穴を湯口除去するための簡易的なドリル加工のみ施し、直ちに熱処理を行なった。熱処理されたホイール素材を図7に示すようにまずアウターフランジ端面を平面またはF材形状に対して嵌合するジグに押し当てた。その後クランプにより保持・固定し、このアウターフランジの素材形状を加工基準として旋盤加工機のチャック装置に固定してインナーフランジ側の内周面と外周面を切削加工した。その後、ハブ穴やボルト穴をドリル加工し、その後、最終形状となったインナーフランジ側をクランプにより保持・固定してアウターフランジおよびディスク面、ハブ穴を旋盤加工した。表1に比較例1のインナー側とアウター側のビードシートでのフレ最大値及びその標準偏差を併記する。
(Comparative Example 1)
A comparative experiment was performed in the conventional process as shown in FIG. After manufacturing the F material in the same manner as in Example 1, only a simple drilling process for removing the sprue of the hub hole was performed, and a heat treatment was immediately performed. As shown in FIG. 7, the heat-treated wheel material was first pressed against a jig for fitting the end face of the outer flange against a flat surface or an F material shape. Thereafter, it was held and fixed by a clamp, and the inner flange surface and outer periphery surface on the inner flange side were cut by fixing the outer flange material shape to a chuck device of a lathe machine using the processing shape as a processing reference. Thereafter, hub holes and bolt holes were drilled, and then the inner flange side, which was the final shape, was held and fixed with a clamp, and the outer flange, disk surface, and hub hole were turned. Table 1 shows the maximum flare value and its standard deviation in the inner and outer bead sheets of Comparative Example 1.

(実施例2)
本発明の別の工程の流れの一例を図3に示す。まず軽合金ホイールは低圧鋳造した一体鋳造ホイールを用いた。低圧鋳造においてはAC4C材などを溶湯原料として用い、金型はホイールのディスク部の中心位置、およびリム部の周囲に湯口を設けるマルチゲート方案のものを用いた。これによりリム部とディスク部が一体型であるホイール素材を得た(Step1)。このホイール素材を545℃×4.0hで熱処理後に水冷し、その後140℃×2.0h熱処理するT6処理を行なった(STEP1a)。この熱処理によるディスク面の歪みは実施例1と同等であった。
このホイール素材のアウターフランジを図7に示す従来のチャック装置に固定した(Step1b)。このアウターフランジを加工基準とした状態でホイール素材を回転させ、切削用のバイトを移動させて、インナー側のリム側面、リムの内周面(step1c)、スポーク部裏側、およびオフセット面(step2)の順に所定の形状になるよう旋盤加工した。旋盤加工の加工条件は実施例1と同様である。リムの内周面側の寸法誤差は0.3mm以内で加工されていた。
その後、ハブ穴とボルト穴のドリル加工を行った(STEP2a)。
次に、このホイール素材を、図5,6に示す本発明のチャック装置を用い、このオフセット面およびハブ穴を加工基準としてホイール素材を固定した(step3)。また、インナーフランジは緩衝部材へ当接させ、ふれの発生を抑えた。この状態でアウターフランジからインナーフランジまでリムの外周面を旋盤加工し(step4)、最終製品形状のホイール加工品を得た。
この車両用ホイールの回転軸に対する外径のばらつきを測定した。ハブ穴に試験用の回転軸を固定しインナー側とアウター側のビードシートの外周面に表面粗さ計の針を接触させながらホイールを回転させて目標寸法に対する誤差(フレ)を測定した。測定位置は等角度に10ヶ所(36°おき)とした。表1に本発明のインナー側とアウター側のビードシートの目標寸法に対するフレの最大値、及びその標準偏差を示す。
(Example 2)
An example of the flow of another process of the present invention is shown in FIG. First, the light alloy wheel used was an integrally cast wheel that was low-pressure cast. In low-pressure casting, AC4C material or the like was used as a raw material for the molten metal, and the mold used was a multi-gate method in which a pouring gate was provided around the center position of the disk part of the wheel and around the rim part. As a result, a wheel material in which the rim portion and the disc portion are integrated is obtained (Step 1). This wheel material was heat-treated at 545 ° C. × 4.0 h, then water-cooled, and then T6 treatment was performed (140 ° C. × 2.0 h) (STEP 1a). The distortion of the disk surface by this heat treatment was the same as in Example 1.
The outer flange of the wheel material was fixed to the conventional chuck device shown in FIG. 7 (Step 1b). The wheel material is rotated with the outer flange as a processing reference, and the cutting tool is moved to move the inner rim side surface, the inner peripheral surface of the rim (step 1c), the spoke back portion, and the offset surface (step 2). Lathes were processed into a predetermined shape in this order. The processing conditions for lathe processing are the same as in the first embodiment. The dimensional error on the inner peripheral surface side of the rim was processed within 0.3 mm.
Thereafter, drilling of the hub hole and the bolt hole was performed (STEP 2a).
Next, the wheel material was fixed to the wheel material using the chuck device of the present invention shown in FIGS. 5 and 6 using the offset surface and the hub hole as a processing reference (step 3). In addition, the inner flange was brought into contact with the buffer member to suppress the occurrence of wobbling. In this state, the outer peripheral surface of the rim was turned from the outer flange to the inner flange (step 4) to obtain a wheel processed product having a final product shape.
The variation of the outer diameter of the vehicle wheel with respect to the rotation axis was measured. The test rotating shaft was fixed to the hub hole, and the error (flare) with respect to the target dimension was measured by rotating the wheel while bringing the surface roughness meter needle into contact with the outer peripheral surfaces of the inner and outer bead sheets. The measurement positions were 10 equiangular positions (every 36 °). Table 1 shows the maximum value of the flare with respect to the target dimensions of the inner side and outer side bead sheets of the present invention, and the standard deviation thereof.

(実施例3)
図4のフローチャートを用いて本発明の別の実施例を詳細に説明する。軽合金ホイールは低圧鋳造した17インチ径の一体鋳造ホイールとした。低圧鋳造でAC4C材を溶湯原料として用い、金型はホイールのディスク部の中心位置、およびリム部の周囲に湯口を設けるマルチゲート方案のものを用いた。これによりリム部とディスク部が一体型であるホイール素材(F材)を得た(Step1)。このF材のリム中央部の厚さを鋳造時の横型型割れ面とその90度方向の横型中央部とで測定した。横型の型割れ面では湯口だった位置に溶湯の凝固片が残留しており、そのすぐ横を最大の肉厚として測定した。この部分でのリムの肉厚は8mmであり、横型中央部のリムの肉厚は湯口バリも含め16mmであった。
その後、F材のアウターフランジをチャック装置に固定した。最終目標寸法の外径、内径に対してどちらにおいても1.5mmの加工代を残すように旋盤加工を施した。また、実施例1と同様にしてハブ穴の加工を行った。旋盤加工した部分のリム周方向の厚さの誤差は0.3mm以内であった(Step1a)。この加工したF材に実施例1と同様のT6処理を施した(STEP1b)。
(Example 3)
Another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. The light alloy wheel was a 17-inch diameter integrally cast wheel that was low-pressure cast. The AC4C material was used as a molten material in low-pressure casting, and the mold used was a multi-gate method in which a pouring gate was provided around the center position of the disc portion of the wheel and around the rim portion. As a result, a wheel material (F material) in which the rim portion and the disc portion are integrated was obtained (Step 1). The thickness of the central part of the rim of the F material was measured at the horizontal mold crack surface during casting and the horizontal central part in the 90-degree direction. On the horizontal mold crack surface, a solidified piece of the molten metal remained at the position where it was the pouring gate, and the horizontal was measured as the maximum thickness. The thickness of the rim at this portion was 8 mm, and the thickness of the rim at the horizontal central portion was 16 mm including the spout burr.
Thereafter, the outer flange of the F material was fixed to the chuck device. Lathe machining was performed so as to leave a machining allowance of 1.5 mm for both the outer and inner diameters of the final target dimensions. Further, the hub hole was processed in the same manner as in Example 1. The thickness error in the rim circumferential direction of the lathe processed portion was within 0.3 mm (Step 1a). This processed F material was subjected to the same T6 treatment as in Example 1 (STEP 1b).

この熱処理後のホイール素材に対して実施例2と同様に旋盤加工を行った。ホイール素材のアウターフランジを図7に示す従来のチャック装置に固定した(Step1c)。このアウターフランジを加工基準とした状態でホイール素材を回転させ、切削用のバイトを移動させて、インナー側のリム側面、リムの内周面(step1d)、スポーク部裏側、およびオフセット面(step2)の順に所定の形状になるよう旋盤加工した。リムの内周面側の寸法誤差は0.3mm以内で加工されていた。
その後、ハブ穴とボルト穴のドリル加工を行った(step2a)。
次に、このホイール素材を、図5,6に示す本発明のチャック装置を用い、このオフセット面およびハブ穴を加工基準としてホイール素材を固定した(step3)。また、インナーフランジは緩衝部材へ当接させ、ふれの発生を抑えた。この状態でアウターフランジからインナーフランジまでリムの外周面を旋盤加工し(step4)、最終製品形状のホイール加工品を得た。
この車両用ホイールの回転軸に対する外径のばらつきを測定した。ハブ穴に試験用の回転軸を固定しインナー側とアウター側のビードシートの外周面に表面粗さ計の針を接触させながらホイールを回転させて目標寸法に対する誤差(フレ)を測定した。測定位置は等角度に10ヶ所(36°おき)とした。表1に本発明のインナー側とアウター側のビードシートの目標寸法に対するフレの最大値、及びその標準偏差を示す。
The wheel material after the heat treatment was turned in the same manner as in Example 2. The outer flange of the wheel material was fixed to the conventional chuck device shown in FIG. 7 (Step 1c). The wheel material is rotated with the outer flange as a processing reference, and the cutting tool is moved to move the inner rim side surface, the inner peripheral surface of the rim (step 1d), the spoke portion back side, and the offset surface (step 2). Lathes were processed into a predetermined shape in this order. The dimensional error on the inner peripheral surface side of the rim was processed within 0.3 mm.
Then, the hub hole and the bolt hole were drilled (step 2a).
Next, the wheel material was fixed to the wheel material using the chuck device of the present invention shown in FIGS. 5 and 6 using the offset surface and the hub hole as a processing reference (step 3). In addition, the inner flange was brought into contact with the buffer member to suppress the occurrence of wobbling. In this state, the outer peripheral surface of the rim was turned from the outer flange to the inner flange (step 4) to obtain a wheel processed product having a final product shape.
The variation of the outer diameter of the vehicle wheel with respect to the rotation axis was measured. The test rotating shaft was fixed to the hub hole, and the error (flare) with respect to the target dimension was measured by rotating the wheel while bringing the surface roughness meter needle into contact with the outer peripheral surfaces of the inner and outer bead sheets. The measurement positions were 10 equiangular positions (every 36 °). Table 1 shows the maximum value of the flare with respect to the target dimensions of the inner side and outer side bead sheets of the present invention, and the standard deviation thereof.

本発明の製造工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing process of this invention. 本発明の詳細な製造工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detailed manufacturing process of this invention. 本発明の詳細な製造工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detailed manufacturing process of this invention. 本発明の詳細な製造工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detailed manufacturing process of this invention. 本発明のチャック装置の一例である。It is an example of the chuck device of the present invention. 本発明のチャック装置の一例である。It is an example of the chuck device of the present invention. 従来のチャック装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional chuck | zipper apparatus. 従来の製造工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the conventional manufacturing process. 車両用ホイールの断面図である。It is sectional drawing of the wheel for vehicles. 横型の抜け勾配位置を示す図である。It is a figure which shows a horizontal type | mold omission gradient position.

符号の説明Explanation of symbols

1 横型、10 チャック装置、11 背板、12 台座、13 コレットホルダ、14 コレット、15 オフセット面固定板、16 弾性体、17 広角部材、18 ロッド、19 緩衝部材、30 車両用ホイール、31 ハブ、32 ディスク部、33 スポーク、34 リム部、35 アウターフランジ、36 インナーフランジ、37 アウター側のビードシート、38 インナー側のビードシート、39 ハブ穴、40 オフセット面   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Horizontal type, 10 Chuck apparatus, 11 Back plate, 12 Base, 13 Collet holder, 14 Collet, 15 Offset surface fixing plate, 16 Elastic body, 17 Wide angle member, 18 Rod, 19 Buffer member, 30 Vehicle wheel, 31 Hub, 32 Disc part, 33 spoke, 34 Rim part, 35 Outer flange, 36 Inner flange, 37 Outer side bead sheet, 38 Inner side bead sheet, 39 Hub hole, 40 Offset surface

Claims (7)

ホイール素材のオフセット面を加工し、このホイール素材のオフセット面を加工基準部として加工装置に固定し、その後リム部の外周面を旋盤加工することを特徴とするホイールの加工方法。 A wheel machining method comprising machining an offset surface of a wheel material, fixing the offset surface of the wheel material to a machining apparatus as a machining reference portion, and then lathing the outer peripheral surface of the rim portion. ホイール素材のハブ穴およびオフセット面を加工し、このハブ穴内周面およびオフセット面を加工基準部として旋盤加工の回転軸に対して垂直となるようにホイール素材を加工装置に固定し、その後リム部の外周面を旋盤加工することを特徴とするホイールの加工方法。 The hub material and the offset surface of the wheel material are machined, and the wheel material is fixed to the machining apparatus so that the inner circumferential surface and the offset surface of the hub hole are perpendicular to the lathe turning axis, and then the rim part is fixed. A method of processing a wheel, characterized by lathing the outer peripheral surface of the wheel. ホイール素材のハブ穴およびオフセット面を加工し、このオフセット面を加工基準部として加工装置に固定すると同時に、インナーフランジ側からリム部内を介してハブ穴をチャックしてホイール素材のオフセット面を加工装置に引き付け、その後リム部の外周面を旋盤加工することを特徴とするホイールの加工方法。 The hub hole and offset surface of the wheel material are machined, and this offset surface is fixed to the machining device as a machining reference portion. At the same time, the hub hole is chucked from the inner flange side through the rim portion, and the wheel material offset surface is machined. A method of processing a wheel, characterized in that the outer peripheral surface of the rim portion is then lathe-worked. ホイールのリム部を旋盤加工するための加工装置であって、ホイールのオフセット面を旋盤加工の回転軸に対して垂直に固定するためのオフセット面当接部と、インナーフランジ側からリム部内を介してディスク面を加工装置に固定する固定部とを有することを特徴とする加工装置。 A processing device for lathe machining of a wheel rim part, an offset surface abutting part for fixing an offset surface of a wheel perpendicular to a lathe rotation axis, and an inner flange side through a rim part And a fixing portion for fixing the disk surface to the processing device. 前記加工装置にはインナーフランジに当接する緩衝部材を具備することを特徴とする請求項1に記載の加工装置。 The processing apparatus according to claim 1, wherein the processing apparatus includes a buffer member that contacts the inner flange. 前記固定部はハブ穴の内周面を押し広げて把持し、かつインナーフランジ側へ引き込むことが可能なチャック装置を用いることを特徴とする請求項1に記載の加工装置。 The processing device according to claim 1, wherein the fixing portion uses a chuck device that pushes and grips the inner peripheral surface of the hub hole and can be pulled into the inner flange side. ホイール径が16インチ以上であり、ビードシート部のフレが0.2mm以下である鋳造により素材成形されたことを特徴とするホイール。 A wheel characterized by being formed of a material by casting having a wheel diameter of 16 inches or more and a bead sheet flare of 0.2 mm or less.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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