一种内撑式轮辋旋压机的制作方法

本实用新型属于轮辋成型技术领域，特指一种内撑式轮辋旋压机。

背景技术：

车轮轮辋成型前，是将钢板裁成条料，经过卷圆、对焊、铲平焊缝后制成轮辋毛坯圈，将毛坯圈装入轮辋旋压机内，进行旋压成型。现有的车轮轮辋成型过程，采用的方法有外压式和内撑式，区别就在于固定外模或内模，再利用内模或外模的旋转对毛坯圈进行塑性改造。本专利所指的是内撑式轮辋旋压机，将毛坯圈套在旋转机构的转筒上部，启动自相锁紧的定位装置将毛坯圈固定，毛坯圈由转筒上的内模通过控制装置按程序的先后由内向外，一面径向扩张，一面旋赶，把毛坯圈压贴在定位模具的内壁上成形，如此推动毛坯圈两端的金属向中间段做塑性滑移。

我国专利CN101804432B公开了一种《轮辋内撑式滚圈机》，在工作台的中部设有旋转机构，在旋转机构上部的圆柱面上间隔设有一个以上能径向移动的内模，在旋转机构的两侧对称设有自相锁紧的定位装置，定位装置的内侧固定有与内模配合对轮辋成型用的外模，所述的旋转机构通过电机驱动，电机、定位装置及内模的动作通过控制装置控制，控制装置上电连接有控制开关及显示器。另有专利CN203900324U公开了一种《内撑式轮辋滚圈机》，对上述专利设备进行了部分改进。

在上述设备中，旋转机构内的转筒或转轴内，设置竖直的油道，并在竖直油道上设置径向的油道，径向油道内设置活塞，旋转机构上用于轮辋内壁成型的内模抵触在含活塞的径向油道的油道出口上，活塞及油道内的液压油驱动内模作外推的径向移动。在工作中，内模与活塞仅接触状态，并不固定连接起来，活塞虽能复位，但并不能带动内模主动复位退回，需人工在旋压结束后推回内模至原位，等待下次旋压操作，如此生产操作的自动化程度不高，且若工人在转筒未完全停稳就推内模就容易引发安全隐患，造成生产事故。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种自动化程度较高，能支持用于轮辋内壁成型的内模自动复位回退的内撑式轮辋旋压机。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种内撑式轮辋旋压机，包括旋压系统、供油系统及控制系统，其中旋压系统包括旋转机构，旋转机构包括竖直穿设在工作台中部的转轴，在工作台上端面的转轴-上部转轴圆柱面上周向间隔设置一个以上能径向移动的内模，内模用于成型轮辋内壁上下侧的轮廓；旋转机构的两侧对称设有自相锁紧的定位装置，定位装置的内侧固定有与旋转机构上内模配合对轮辋成型用的外模，转轴通过工作台下方的转轴驱动机构驱动，转轴驱动机构、定位装置以及旋压机的供油系统通过控制系统控制，其特征在于，所述上部转轴的圆柱面上水平设置一根以上用于复位内模原始位置的复位弹簧，该复位弹簧呈环状，圈在转轴的外围且将内模包环在内。

工作中，内模由转轴中油道内的活塞推动向外作径向移动，内模与活塞仅接触状态，并不固定连接起来，因为若内模与活塞固定刚性连接，设备在旋压过程中推出内模，内模在挤压过程中必然反推活塞，如此频繁的推挤过程中，容易造成内模与活塞的连接点断裂或损坏失效，导致固定连接失败，若内模与活塞固定连接，活塞在油道内将较难取出维修更换，况且推挤时对活塞本身也有耗损，故生产中应尽量减少对活塞的损耗，内模与活塞不宜固定连接起来。

然而活塞虽能复位，但并不能带动内模主动复位退回。工作时转轴中的油道内加压充油，推动活塞外移，从而推动内模向外作径向移动，设置环在内模外围的复位弹簧，随内模外移弹簧接触部分会张开，当设备旋压完毕，油道内放空，活塞内退，推挤内模的水平方向力消失，张开的弹簧会自动收缩，从而带动内模回退至初始位置，并不需要人工推模回原位。复位弹簧的设置，简单却高效，提高了设备的自动化程度。

进一步的，上部转轴的圆柱面上设置环状内凹的用于容置复位弹簧的环形凹槽。如此，将复位弹簧的位置限定，弹簧部分被推出，大部分仍滞留在凹槽内，弹簧伸缩过程中不易移位，进一步保障了内模旋压后退回时稳定性。

进一步的，内模包括滚轮轴座，滚轮轴座上套设有一个以上的滚轮及对应内置的轴承，滚轮形成被成型轮辋的内表面形状；滚轮轴座上还套设一个以上的轴承滑轮，轴承滑轮的设置位置与所述环形凹槽的水平位置对应，轴承滑轮的滑轮沟槽深度与环形凹槽的深度相配合，复位弹簧容置于环形凹槽及滑轮沟槽内。如此，可锁定复位弹簧与内模的接触点，复位弹簧卡在滑轮沟槽内，从而将轴承滑轮圈住，等同于将滚轮轴座乃至内模箍在转轴上，内模被顶出旋压工作时，弹簧藏于滑轮沟槽内，不与毛坯钢圈接触，也就不影响内模上的滚轮与钢圈接触工作。

进一步的，复位弹簧为一拉簧，首尾相扣形成环状。拉簧首尾带钩，可自相成环，装卸简单，使用高效，适用于高温耐腐蚀的工作环境。

进一步的，滚轮轴座的上下端各插接一轴承滑轮，滚轮位于两轴承滑轮之间。

进一步的，上部转轴的圆柱面上上下各设置一环形凹槽，轴承滑轮与环形凹槽的位置相对应。环形凹槽与轴承滑轮的数量位置对应，上下两端各套一条复位弹簧，从上下两个位置对内模起复位作用，作用力更均匀，过程更稳定。

进一步的，上部转轴的圆柱面上周向间隔设有若干内凹的用于容置内模的竖直的内模容槽，上部转轴内设有竖直的上部油道，上部油道与每个内模容槽之间分别设有径向油道，当内模处于原位时，滚轮轴座的背面抵触在径向油道出口上，径向油道内设有活塞，滚轮轴座连带着滚轮靠活塞及油道内的液压油驱动作径向移动。

进一步的，滚轮轴座的背面上设置与径向油道相配合的凸部，凸部插入径向油道内支撑起内模，凸部的径向长度大于内模径向移动的最大距离。如此，保证凸部始终有部分在径向油道内，始终对内模起支撑作用，活塞先与凸部接触，继而传力推动内模径向向外移动，且凸部的设置能转移滚轮轴座中部直接所受的剪切力，避免滚轮轴座断裂。同时，凸部的设置为内模的径向移动起导向作用，避免内模在旋转工作过程中发生上下左右方向的偏移，进一步保障了生产效率。

进一步的，上部油道与内模容槽之间上下平行设置两条以上的径向油道。设置多条径向油道，从上下方向共同推出内模，推出力分散且均匀，内模在径向移动过程中更稳定，且每个径向滑道内的活塞受力需求分散变小，减少活塞的磨损程度，延长了活塞的使用寿命。

进一步的，内模为三个，其中内模上的滚轮的外形及位置可互不相同。如此，同一设备，仅更换内模即可生产出多种产品，设备应用回报率高。

与现有技术相比，本实用新型的内撑式轮辋旋压机，在转轴外围设置复位弹簧并将内模圈在复位弹簧与转轴之间，内模与转轴弹性连接，内模向外作径向移动后由复位弹簧将内模拉回转轴内，起到了内模自动复位的效果，而不必人工推回内模，提高了设备的自动化程度。另外，在内模的滚轮轴座背面设置能插入径向滑道内的凸部，既起到了支撑滚轮轴座的作用，还转移了滚轮轴座中部直接所受的剪切力，避免滚轮轴座断裂，还为内模的径向移动起导向作用，使内模在旋压过程中更稳定，提高了生产效率。本实用新型的内撑式轮辋旋压机能稳定高质量的完成滚圈成型任务。

附图说明

图1是本实用新型实施例中旋压机总图。

图2是本实用新型实施例旋压机中旋压系统总图。

图3是旋转机构安装在工作台上的结构示意图。

图4是定位装置安装在工作台上的结构示意图。

图5是旋转机构的结构示意图。

图6是旋转机构的部分结构剖视图。

图7是图6中局部放大图。

图8是上部转轴的立体结构示意图。

图9是上部转轴的正视图。

图10是上部转轴的油道透视图。

图11是内模一的结构示意图。

图12是内模一的另一角度示意图。

图13是内模二的结构示意图。

图14是内模三的结构示意图。

图15是转轴支撑座的结构示意图。

图16是转轴支撑座的正面剖视图。

图17是两侧外模的结构示意图。

图18是两侧外模的俯视图。

图19是滑块的结构示意图。

图20是滑块与外模装配示意图。

图21是滑块与外模装配俯视图。

图中，1、旋压系统；11、旋转机构；111、转轴；111-A、上部转轴；111-A1、环形凹槽；111-A2、内模容槽；111-A3、扇形柱体；111-A4、上部油道；111-A5、径向油道；111-A6、活塞；111-A7、置物杆；111-B、下部转轴；111-B1、下部油道；111-B2、溢流通孔；111-B3、链轮；112、转轴支撑座；1121、横突部；1122、轴承容置盲孔；1123、通轴孔；1124、上侧壁；1125、上横向台阶；1126、下侧壁；1127、下横向台阶；113、转轴驱动机构；1131、电机；1132、减速机；1133、114、内模；1141、滚轮轴座；1142、滚轮；1143、轴承滑轮；1144、滑轮沟槽；1145、滚轮轴座背面；1146、凸部；115、复位弹簧；116、过渡板；1161、上盘面；1162、下盘面；1163、分油仓；1164、过渡油孔；117、法兰盖板；118、旋转接头；1181、油管接头；119、轴承；12、定位装置；121、外模；1211、锁紧面；1212、锁紧凹槽；1213、锁紧凸部；1214、搁模容槽；1215、外模缺口；122、滑块；1221、搁模台阶；1222、滑块的内端端部；1223、固定块；1224、滑块缺口；1225、固定凹槽；1226、锁紧螺母；123、导向组件；1231、定位块；1232、滑槽；124、动力装置；125、到位感应装置；1251、感应架；1252、感应器；1253、感应片；13、工作台2、供油系统；21、电机；22、液压泵，23、油路控制系统；24、油管；3、控制系统。

具体实施方式

下面结合附图1-21以具体实施例对本实用新型作进一步的描述。

一种轮辋内撑式旋压机，包括旋压系统1、供油系统2及控制系统3。

如图1所示，供油系统2包括电机21、液压泵22，以及油路控制系统23、油管24，液压泵由电机驱动，从液压油箱中吸入油液，形成压力油排出，送到油路控制系统中，油路控制系统23采用电磁阀控制油路进出方向，给外模121的径向移动动力装置124及转轴111内的油道提供油源。

如图2、3所示，旋压系统1包括旋转机构11，旋转机构11包括竖直穿设在工作台13中部的转轴111，在工作台13上端面的转轴-上部转轴111-A圆柱面上周向间隔设置一个以上能径向移动的内模114，内模114用于成型轮辋内壁上下侧的轮廓；旋转机构11的两侧对称设有自相锁紧的定位装置12，定位装置12的内侧固定有与旋转机构11上内模114配合对轮辋成型用的外模121，转轴111通过工作台13下方的转轴驱动机构113驱动，转轴驱动机构113、定位装置12以及旋压机的供油系统2通过控制系统3控制。

如图5-7所示，旋转机构11包括转轴111、转轴支撑座112、转轴驱动机构113，转轴111竖直穿设在工作台13中部，其中转轴111包括上部转轴111-A及下部转轴111-B，两部分转轴中间通过过渡板116固定连接形成一整个转轴，过渡板116容置在工作台13中部开设的通孔内；上部转轴111-A的圆柱面上周向间隔设置一个以上能径向移动的内模114，内模用于成型轮辋内壁上下侧的轮廓；下部转轴111-B插接在转轴支撑座112内并穿出转轴支撑座112底部与转轴驱动机构113链接；转轴支撑座112安装在工作台13下端面，转轴支撑座112与下部转轴111-B之间设有一个以上的轴承119；所述转轴111内设置竖直的油道，其中下部转轴111-B内的下部油道111-B1向下延伸突出于下部转轴并与一旋转接头118相连，旋转接头118外壁连接有油管接头1181，油管接头1181通过油管24直接与供油系统1连通。

下部转轴111-B内设一竖直的下部油道111-B1，下部油道111-B1内的液压油经过过渡板116后进入上部转轴111-A中所设置的上部油道111-A4内，上部转轴111-A内所设的上部油道111-A1为贯通长孔，上部油道111-A1上端用螺栓封堵油道口。上部油道111-A4的条数与上部转轴111-A上设置的内模114个数相对应。过渡板116呈圆盘状，与转轴111同一圆心轴，中部为空腔，作分油仓1163；下盘面1162的中部开孔，供下部转轴111-B的上端部插入过渡板116内，上盘面1161上开设与上部转轴111-A内上部油道111-A4相对应的过渡油孔1164。

如图8-14所示，上部转轴111-A的圆柱面上周向间隔设有若干内凹的用于容置内模114的竖直的内模容槽111-A2，正对内模容槽111-A2的扇形柱体111-A3内设置与内模相对应的竖直的上部油道111-A4。上部油道111-A4与每个内模容槽111-A2之间分别设有径向油道111-A5。本实施例中，内模114设置数量为3个，内模上的滚轮1142的外形及位置互不相同，内模容槽111-A2及对应的上部油道111-A4也为3个，上部转轴111-A的柱体截面呈三叶草的形状。内模容槽111-A2与与之对应的上部油道111-A4之间，以内模中线为对称轴，上下平行设置两条径向油道111-A5，如图10所示，各径向油道111-A5之间的设置高度均不同，互不接触。对称设置两条径向油道111-A5，从上下方向共同推出内模，推出力平衡且分散，内模114在径向移动过程中更稳定，且每个径向滑道内的活塞111-A6受力需求分散变小，减少活塞的磨损程度，延长了活塞的使用寿命。径向油道111-A5之间互不干涉，各内模供油均匀，保障了内模径向移动时的独立均衡。

本实施例中液压油从下部转轴111-B下方的旋转接头118流入，进入下部油道111-B1，直至从溢流通孔111-B2内流出进入过渡板116的分油仓1163内，然后再从过渡板116上盘面上的过渡油孔1164进入上部转轴111-A内的上部油道111-A4内，最后从上部油道111-A4对应的径向油道111-A5内流出，推动活塞，从而推动内模114。

本实施例中通过将油道分解，使每个内模114均具有独力对应的油道111-A4，液压油在油道内互不串流，不存在竞争关系，各内模供油均匀，保障了内模径向移动时的稳定性。另外，转轴分级为上、下部转轴111-A、111-B，通过过渡板116拼接，上、下部转轴分开设计穿设油道，从而简化了各自的加工难度。同时过渡板既用来连接上、下转轴，也作分解油道用，本实施例中将二者功能合一，简化旋转机构的整体结构，实用性好。

在上部转轴111-A的下方部位，同一平面周向均匀间隔设置若干用于搁放毛坯钢圈的置物杆111-A7。

上部转轴111-A的圆柱面上水平设置一根以上用于复位内模原始位置的复位弹簧115，该复位弹簧115呈环状，圈在转轴111的外围且将内模114包环在内。上部转轴111-A的圆柱面上还设置环状内凹的用于容置复位弹簧115的环形凹槽111- A1。如图11、12所示，为内模一的结构示意图，内模114包括滚轮轴座1141，滚轮轴座1141上套设有一个以上的滚轮1142及对应内置的轴承，滚轮形成被成型轮辋的内表面形状；滚轮轴座1141上还套设一个以上的轴承滑轮1143，轴承滑轮1143的设置位置与所述环形凹槽111- A1的水平位置对应，轴承滑轮1143的滑轮沟槽1144深度与环形凹槽111- A1的深度相配合，复位弹簧115容置于环形凹槽111- A1及滑轮沟槽1144内。本实施例中，复位弹簧115为一拉簧，首尾相扣形成环状；且上部转轴111-A的圆柱面上上下各设置一环形凹槽111- A1，滚轮轴座1141的上下端各插接一轴承滑轮1143，滚轮1142位于两轴承滑轮1143之间，复位弹簧上下各一支共同限定内模的移动。

当内模处于原位时，滚轮轴座1141的背面1145抵触在径向油道111-A5出口上，滚轮轴座1141的背面1145上设置与径向油道111-A5相配合的凸部1146，凸部1146插入径向油道111-A5内支撑起内模114，凸部1146的径向长度大于内模径向移动的最大距离，径向油道111-A5内设有活塞111-A6，滚轮轴座连带着滚轮靠活塞及油道内的液压油驱动作径向移动。工作时转轴中的油道内加压充油，推动活塞111-A6外移，从而推动凸部1146继而推动整个内模114向外作径向移动，设置环在内模114外围的复位弹簧115，随内模外移弹簧接触部分会张开，当设备旋压完毕，油道内放空，活塞内退，推挤内模的水平方向力消失，张开的弹簧会自动收缩，从而带动内模回退至初始位置，并不需要人工推模回原位。

如图5、15、16所示，转轴支撑座112整体呈T形柱状，转轴支撑座112的横向突出部分1121与工作台13固定锁紧。下部转轴111-B与转轴支撑座112相接触的上部与下部位置，各穿设一只轴承119。本实施例中，轴承119为锥形轴承。锥形轴承能将从转轴支撑座上所受压力分解为水平向内与竖直向上的压力，水平向内的压力为主要作用力，将轴承连带着转轴压护在转轴支撑座内，竖直向上的压力转而为转轴提供了向上支撑力，辅助转轴支撑座支撑转轴，进一步保障了转轴旋转时的稳定性。

转轴支撑座112中部空心，与轴承数量及位置、大小对应的，上下各设置一个轴承容置盲孔1122，转轴支撑座112内的空腔截面呈“工”形，供转轴111及轴承119穿过。轴承容置盲孔1122的直径大于供转轴穿过的通轴孔1123的直径，轴承容置盲孔1122具有侧壁与横向台阶，对应的上部的轴承容置盲孔1122具有的是上侧壁1124与上横向台阶1125，下部的轴承容置盲孔1122具有的是下侧壁1126与下横向台阶1127。上部的轴承119搭放在上横向台阶1125上，上横向台阶用于支撑上部的轴承，从而撑起与轴承固定连接的转轴。转轴在旋转过程中可能会上下、左右的晃动，此时上、下侧壁能限制转轴左、右位置偏移，而上、下横向台阶能限制转轴下、上的位置偏移。这样设计，简单高效，既撑起了转轴，还大大提高了转轴旋转时的稳定性。

转轴支撑座112底部还设有法兰盖板117，螺接在转轴支撑座112底部，法兰盖板117中部穿孔，供下部转轴111-B穿过。下部转轴111-B下方露出法兰盖板117的部分，穿设有链轮111-B3，转轴111与转轴驱动机构113通过链条连接与传动。利用链轮与链条，实现转轴驱动机构对转轴的同步驱动，为转轴旋转提供动力。本实施例中，转轴驱动机构113包括电机1131与减速机1132，电机1131与减速机1132之间通过皮带1133连接与传动。旋压机在使用时需要转速慢、转力大，而一般电机的特点是转速快、转力小，对比文献CN203900324U中采用液压马达来替代电机，在一定程度上解决了技术问题，但液压马达造价高、易损坏，使用性价比有限。本实施例中选用减速机与电机配合使用，降低使用转速，对应提高了旋转力度，而且电机与减速机的市场价格仅为液压马达的数分之一，节约了设备成本。另外，减速机的搭配使用，就可选用体形较小的电机，而不用为了使转力达到要求被迫选择大功率电机，电机功率越大体积越大，所占生产空间越大。本实施例中，仅需将转轴驱动机构113放置于工作台13底部，转轴的下方即可，无需放置在工作台外侧，节省了设备空间，利于工人操作。

如图4、17-21所示，旋压机的钢圈定位装置，设置在旋转机构11两侧，在工作台13前后平行设置的导向组件123上设有滑块122，滑块122的内端为一半圆柱面，固定有与旋转机构11上内模114配合对轮辋成型用的外模121，滑块122的外端与动力装置124固连，动力装置124驱动旋转机构11两侧的滑块122沿导向组件123径向朝旋转机构11移动，带动外模121相互靠近至锁紧状态，其中，一侧的外模121的锁紧面1211设置内凹的锁紧凹槽1212，与之对应的另一侧外模的锁紧面1211设置凸出的锁紧凸部1213，锁紧凹槽1212与锁紧凸部1213形状位置对应配合。

锁紧凹槽1212为与外模等高的竖直条状凹槽，锁紧凸部1213形状与之对应。设计锁紧凹槽1212为通槽，增大锁紧凹槽1212与锁紧凸部1213的接触面积，使两者卡扣时互相之间的受力分散面更广，可减少锁紧凹槽1212与锁紧凸部1213的受损程度，延长配件的使用寿命。本实施例中，锁紧凹槽1212截面呈梯形，扩口朝向旋转机构11，锁紧凸部1213为与之对应的梯形凸部。梯形口具有一定的导向作用，利于锁紧凸部与锁紧凹槽对接卡扣配合，且梯形在前后两个方向上对锁紧凸部1213有限位作用，锁紧效果更好。锁紧凹槽1212的内凹深度大于锁紧凸部1213的突出长度，这样锁紧凸部能完全插入锁紧凹槽内，咬合锁紧地效果更好。。

外模121固定在滑块122上，滑块122内端的下部设置突出的搁模台阶1221，对应的外模外环下端设置内凹的搁模容槽1214，搁模容槽1214与搁模台阶1221上下凹凸配合，外模121搁放在滑块122内端。滑块的内端端部1222与相邻的外模锁紧面1211的外侧固连一用于将外模固定在滑块内端的固定块1223。外模121的外环靠近锁紧面1211的端部设置一竖直的L形缺口-外模缺口1215，滑块的内端端部1222也设置一竖直的L形缺口-滑块缺口1224，当外模121放在滑块122内端时，外模缺口1215与滑块缺口1224形成一整个固定凹槽1225，固定凹槽1225内卡置所述的固定块1223。用内陷的凹槽容置固定块1225，就不会影响到外模锁紧面1211之间的接触，避免影响锁紧面上锁紧凹槽1212与锁紧凸部1213的吻合效果。固定块1223用锁紧螺母1226固定在滑块缺口1224处，同时可挡住外模缺口1215，将外模压在滑块内端。固定块1223不与外模锁紧面1211直接固定，就可减小外模缺口1215的宽度，从而减少对锁紧凹槽1212与锁紧凸部1213的设计宽度的影响，如此安装设计，利用固定块1223挡住外模缺口1215，就可达成外模121装入滑块122内的固定效果，设计巧妙，安装简易。

本实施例中的导向组件123是由定位块1231内设或组合形成的滑槽1232，滑块122两端分别卡入滑槽1232内作径向移动。

本实施例中的滑块122的径向移动动力装置124是指在工作台的支座上铰接有摇壁，摇壁的一端与动作筒的活塞杆铰接，动作筒的另一端铰接在机床底部的缸座上，摇壁的另一端通过铰链支杆与铰链支座相互铰接，然后滑块的外端固连在铰链支座上，控制器通过液压换向阀控制的动作筒内油路进出来依次带动摇壁、铰链支杆及外模沿导向组件径向朝旋转机构移动，带动外模相互靠近至锁紧状态。

如图4所示，滑块122外侧设置到位感应装置125，包括感应架1251与感应器1252，滑块上固定连接一感应片1253，感应片1253接触感应器1252感应滑块122的到位情况。本实施例中，一个滑块122上连有一个感应片1253，感应片1253，容置于一径向凹槽内，位置可调整。一个感应片1253对应有2个感应器1252，分别用于感应滑块带动外模移动的锁紧位置与最大分开位，感应器1252在感应架1251上也可调整位置，以适应生产不同型号的毛坯钢圈，应用范围较广。

上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故，凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖本实用新型的保护范围之内。