专利名称：铝合金轮圈的制法的制作方法
技术领域：
本发明是一种铝合金轮圈的制法，特指一种先以铝合金材料，直接利用挤压成型方式，依所需的轮圈断面形状，制作出铝合金的板材，再利用一组压合面与该轮圈断面形状相同，且沿板材长度方向呈一适当弯弧角度的上下模具，对板材沿其长度方向分段逐一施压，以形成圆形轮圈的制法。
背景技术：
参阅图1-图所示，一般传统铝合金轮圈的制法，如美国4,589,177号及4,185,370号发明专利，均是将一铝合金的平板1，如图1所示；先弯曲成圆形，参阅图2所示，再将铝合金平板两端的接缝2，通过焊接方式，接合成一圈体3；再通过装设有不同形状辊压模具的压模机，对该圈体的断面依序进行不同形状辊压成型，参阅图3所示，令其逐渐形成所需断面形状的铝合金轮圈4。其主要缺陷在于1、由于，在传统的制造加工过程中，是令断面呈平板状的铝合金圈体，被辊压成所需的铝合金轮圈的断面形状，必须利用许多组具有不同形状辊压模具的辊压机，分别对圈体进行不同形状的辊压成型，以逐渐形成所需的断面形状，故在其辊压成型程序中，需配置多数组昂贵的辊压机，造成其机具成本过高，而不同形状的辊压成型作业，不仅令加工程序繁杂，造成时间及人工上极大的浪费，多数组辊压机的运作，亦造成能源上极大的浪费，导致铝合金轮圈的整个生产成本高居不下。
2、此外，由于传统铝合金轮圈的制法，是通过辊压机组对断面呈平板状的铝合金圈体，进行不同形状的辊压成型作业，以逐渐形成所需的断面形状，故在整个辊压成型过程中，极易令平板状的铝合金圈体，因辊压不均匀，而发生变薄或变形，导致所制成的铝合金轮圈，发生重量分布不均匀，或硬度偏低的情况，严重影响传统铝合金轮圈的使用寿命。
发明内容
针对上述缺陷，发明人经过长久努力研究与实验，终于开发出本发明的技术方案。
本发明的主要目的是提供一种铝合金轮圈的制法，主要是先以铝合金材料，直接利用挤压成型方式，依所需的轮圈断面形状，制作出铝合金的板材，再利用一组压合面与该轮圈断面形状相同，且沿该板材长度方向呈一适当弯弧角度的上下模具，对该板材沿其长度方向分段逐一施压，以形成圆形轮圈形状，且两端逐渐靠合形成一接缝后，再将该接缝处焊接在一起，完成铝合金轮圈的半成品，再对该半成品依序进行退火处理、整型处理、热处理及车削处理，制作完成一铝合金轮圈的成品，克服现有技术的弊端，达到降低辊压机的机具成本、减少加工程序及节约能源的目的。
本发明的另一目的是提供一种铝合金轮圈的制法，直接利用挤压成型方式，将铝合金材料依所需的轮圈断面形状，制作出一与轮圈断面形状相同，且其内侧具有肋骨的铝合金板材，再通过压合模具对其分段施压，形成一圆形的轮圈形状，再将两端所形成的一接缝焊接在一起，完成一内侧具有肋骨的铝合金轮圈半成品，再对半成品依序进行加工处理，制作完成一内侧具有肋骨的铝合金轮圈，克服辊压不均匀，而发生变薄或变形，达到重量分布均匀及提高使用寿命的目的。
本发明的目的是这样实现的一种铝合金轮圈的制法，其特征是它包括如下步骤(1)直接利用挤压成型方式，将一铝合金材料依所需的轮圈断面形状，制作出一铝合金的板材；(2)再利用一组压合面与该轮圈断面形状相同，且沿该板材长度方向呈一适当弯弧角度的上下模具，对该板材沿其长度方向分段逐一施压；(3)在该板材形成圆形的轮圈形状，且两端逐渐靠合形成一接缝后，再将该接缝处焊接在一起，完成该铝合金轮圈的半成品；(4)对该半成品依序进行退火处理、整型处理、热处理及车削处理，制作完成一铝合金轮圈的成品。
该铝合金材料包括直接利用挤压成型方式，依所需的轮圈断面形状制作出一内缘具有肋骨的铝合金板材。该上、下模具是分别安装至一油压机的油压杆上所连接的上、下固定座上，该二模具上的对应压合面恰形成所欲制造的轮圈断面形状，令该板材安装于该二模具的对应压合面间，该二对应的压合面并沿该板材长度方向呈一适当弯弧角度，驱动该油压机，令该二模具对该板材施压，于其上形成一弯弧形状。该弯弧角度的大小在15-60度之间。该弯弧角度的半径相当于所欲制造的铝合金轮圈半径。邻近该上模具的二侧位置，分别加装有一辅助轮，该等辅助轮的轮架是固定安装至该油压机的上固定座上，该等辅助轮在该上模具对该下模具上所置放的该板材施压时，同步动作，令该板材上邻近被施压的部份，沿该弯弧角度产生连续变形。该二模具是先对该板材沿其长度方向邻近二端的位置分别施压，令该板材的二端分别形成一预定的弯弧形状。在对该板材的二端完成一预定的弯弧形状后，利用锯床将该铝合金板材二端面所形成的不均匀变形量予以去除。在去除该板材二端所形成的不均匀变形量后，通过铣床于该板材的二端面形成一预定的导角，该板材被压合成圆形轮圈时，其两端靠合形成一V字型接缝。在该板材压合成圆形轮圈后，再于该接缝处施以局部点焊，令该板材定型成圆形轮圈。在该板材定型成圆形轮圈后，再对该V字型接缝进行熔焊处理，令铝合金焊料在该接缝内与该板材的二端面熔接在一起，形成一铝合金轮圈的半成品。
下面结合较佳实施例配合附图详细说明。
图1是传统铝合金轮圈制法中的铝合金平板的示意图；图2是传统铝合金轮圈制法中的铝合金轮圈半成品的示意图；图3是传统铝合金轮圈制法中所制成的铝合金轮圈的示意图；图4是本发明的铝合金板材的示意图；图5是本发明的铝合金平板的压制装置的示意图；图6是本发明实施例2的铝合金轮圈的示意图；图7是本发明的弯折的铝合金平板的示意图；图8是本发明的铝合金板材的示意图；图9是本发明所制成的铝合金轮圈的立体示意图；图10是本发明的铝合金轮圈的端面焊接示意图；图11是本发明的铝合金轮圈半成品的整形示意图；图12是本发明实施例3的铝合金轮圈的示意图。
具体实施例方式
实施例1参阅图4-图6所示，本发明是一种铝合金轮圈的制法，主要是以铝合金材料，直接利用挤压成型方式，依所需的轮圈断面形状先制作出一铝合金板材10，参阅图4所示；再利用一组上、下模具20、30，参阅图5所示，对该板材10沿其长度方向邻近二端的位置分别施压，令该板材10的二端分别形成一预定θ弧度的形状，参阅图6所示。
参阅图5所示，该上、下模具20、30是分别安装至一油压机的油压杆(图中未示)上所连接的上、下固定座28、38(图中虚线部份所示)上，该二模具20、30上的对应压合面21、32恰可形成所欲制造的轮圈断面形状，令该板材10可安装于该二模具20、30的对应压合面21、32间，该二对应的压合面21、32并沿该板材10长度方向呈一适当弯弧角度θ，驱动该油压机，令该二模具20、30对该板材10施压后，可于其上形成一θ角度的弯弧形状，该弯弧角度θ的大小，可视实际作业的需要，以设计在15-60度间为最佳，该弯弧角度θ的半径则相当于所欲制造的铝合金轮圈半径。
在本实施例1中，为避免前述压合成型的过程中，该板材10上被施压成型的部份与邻接的未被施压部份间，发生不连续的变形，特于邻近该上模具20的二侧位置，分别加装一辅助轮40，并将该等辅助轮40的轮架41固定安装至该油压机的上固定座28上，该等辅助轮40在该上模具20对该下模具30上所置放的该板材10施压时，可同步动作，令该板材10上该等邻接的未被施压部份，沿该弯弧角度θ，产生连续变形。
参阅图7所示，在本发明对该板材10的二端完成一预定弧度θ的成形后，该铝合金板材10的二端面，将因其金属分子结构的挤压，而沿其长度方向发生不均匀的变形，令其中央部份的变形量ΔLC大于其两侧ΔLS，故本发明为令该板材10在后续的制程中，能被顺利地压合成圆形轮圈，且两端均匀靠合形成一接缝，必需先将该铝合金板材10二端面所形成的不均匀变形量ΔL，参阅图8所示，利用锯床将其去除。
此外，为令该板材10被顺利压合成圆形轮圈时，其两端均匀靠合的接缝，是呈一外缘间隙较大，但内缘紧密靠合的V字型接缝，尚可通过铣床，于该铝合金板材10的二端面形成一预定的导角。
再将该铝合金板材10置放于该上、下模具20、30间，沿其长度方向，对尚未被压合成型的部份，分段逐一进行压合作业，并在该板材被压合成圆形轮圈，参阅图9所示，且两端逐渐靠合形成一V字型接缝51后，再将该接缝51处，施以局部点焊60，即可将该铝合金板材10定型成圆形轮圈。
参阅图10所示，本发明再对该V字型接缝51进行熔焊处理，令铝合金焊料61在该V字型接缝51内与该铝合金板材的二端面熔接在一起，即形成本发明的铝合金轮圈的半成品50。
在完成该轮圈半成品50后，本发明为消除其接缝51处，因焊接所造成的热应力集中，并令其分子结构均匀排列，可再对该半成品50进行退火处理，完成退火处理后，可将该轮圈半成品50置放于另一油压机(图中未示)的上、下整形模具81、82间，参阅图11所示，该上、下整形模具81、82是分别安装至该油压机的油压杆及固定座上，该二整形模具81、82上的对应压合面的形状，恰与所欲制造的轮圈内缘两侧的形状完全相同，故当该二整形模具81、82对该半成品50的内缘两侧施压时，可校正该半成品50形状在成型过程中所产生的误差，令经整型处理后的该半成品50，获得与所欲制造的轮圈完全相同的内缘形状。
本发明再对该半成品50依序进行热处理，通过一连串的热处理，令其材料固化，以增加其结构强度，并利用车削处理，削除该半成品50外缘表面的不均匀突出，以形成一均匀且光滑的外缘表面，如此，即制作完成一铝合金轮圈的成品。
在本发明的实施例1中，再参阅图4所示，在以铝合金材料，直接利用挤压成型方式，制作出一铝合金板材10时，可依所需的轮圈断面形状，制作出一与轮圈断面形状相同，且其内缘具有一肋骨11的铝合金板材10。
实施例2参阅图5-图6所示，在本发明的实施例2中，当该铝合金板材10在进行压合成型时，该油压机上所安装的该二模具20、30中，对应于该肋骨11的下模具30的压合面32上，设有一恰可容置该肋骨11的凹沟31，该具有肋骨11的铝合金板材10再被该等压合模具20、30分段施压，形成一圆形轮圈，并完成后续焊接、退火、整型、热处理及车削等加工处理程序后，可制作出一内侧具有肋骨11的铝合金轮圈，参阅图6所示，。
实施例3参阅图12所示，在本发明的实施例3中，通过于该肋骨11上开设多数个对称的孔洞13，锁固元件90将一可与汽车轮毂相配接的轮盘70，锁固至该等孔洞13上，而令该铝合金轮圈50与其内缘所设的该轮盘70稳固地结合成一体，其间完全无需繁杂的焊接程序，且可通过该肋骨11，有效增加该铝合金轮圈50的结构强度。
以上所述，仅为本发明的最佳实施例，本发明的构造特征并不局限于此，任何熟悉该项技艺者，在本发明领域内，可轻易思及的变化或修饰，皆可涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种铝合金轮圈的制法，其特征是它包括如下步骤(1)直接利用挤压成型方式，将一铝合金材料依所需的轮圈断面形状，制作出一铝合金的板材；(2)再利用一组压合面与该轮圈断面形状相同，且沿该板材长度方向呈一适当弯弧角度的上下模具，对该板材沿其长度方向分段逐一施压；(3)在该板材形成圆形的轮圈形状，且两端逐渐靠合形成一接缝后，再将该接缝处焊接在一起，完成该铝合金轮圈的半成品；(4)对该半成品依序进行退火处理、整型处理、热处理及车削处理，制作完成一铝合金轮圈的成品。
2.根据权利要求1所述的铝合金轮圈的制法，其特征是该铝合金材料包括直接利用挤压成型方式，依所需的轮圈断面形状制作出一内缘具有肋骨的铝合金板材。
3.根据权利要求1所述的铝合金轮圈的制法，其特征是该上、下模具是分别安装至一油压机的油压杆上所连接的上、下固定座上，该二模具上的对应压合面恰形成所欲制造的轮圈断面形状，令该板材安装于该二模具的对应压合面间，该二对应的压合面并沿该板材长度方向呈一适当弯弧角度，驱动该油压机，令该二模具对该板材施压，于其上形成一弯弧形状。
4.根据权利要求3所述的铝合金轮圈的制法，其特征是该弯弧角度的大小在15-60度之间。
5.根据权利要求3所述的铝合金轮圈的制法，其特征是该弯弧角度的半径相当于所欲制造的铝合金轮圈半径。
6.根据权利要求3所述的铝合金轮圈的制法，其特征是邻近该上模具的二侧位置，分别加装有一辅助轮，该等辅助轮的轮架是固定安装至该油压机的上固定座上，该等辅助轮在该上模具对该下模具上所置放的该板材施压时，同步动作，令该板材上邻近被施压的部份，沿该弯弧角度产生连续变形。
7.根据权利要求6所述的铝合金轮圈的制法，其特征是该二模具是先对该板材沿其长度方向邻近二端的位置分别施压，令该板材的二端分别形成一预定的弯弧形状。
8.根据权利要求7所述的铝合金轮圈的制法，其特征是在对该板材的二端完成一预定的弯弧形状后，利用锯床将该铝合金板材二端面所形成的不均匀变形量予以去除。
9.根据权利要求8所述的铝合金轮圈的制法，其特征是在去除该板材二端所形成的不均匀变形量后，通过铣床于该板材的二端面形成一预定的导角，该板材被压合成圆形轮圈时，其两端靠合形成一V字型接缝。
10.根据权利要求9所述的铝合金轮圈的制法，其特征是在该板材压合成圆形轮圈后，再于该接缝处施以局部点焊，令该板材定型成圆形轮圈。
11.根据权利要求10所述的铝合金轮圈的制法，其特征是在该板材定型成圆形轮圈后，再对该V字型接缝进行熔焊处理，令铝合金焊料在该接缝内与该板材的二端面熔接在一起，形成一铝合金轮圈的半成品。
全文摘要
一种铝合金轮圈的制法，主要是以铝合金材料直接利用挤压成型方式，依所需的轮圈断面形状，制作出一铝合金的板材；再利用一组压合面与该轮圈断面形状相同，且沿该板材长度方向呈一适当弯弧角度的上下模具，对该板材沿其长度方向分段逐一施压，并在该板材形成圆形的轮圈形状，且两端逐渐靠合形成一接缝后，再将该接缝处焊接在一起，即完成铝合金轮圈的半成品，再对该半成品依序进行退火处理、整型处理、热处理及车削处理，制作完成一铝合金轮圈的成品。具有降低辊压机的机具成本、减少加工程序、节约能源、重量分布均匀及提高使用寿命的功效。
文档编号B21C23/06GK1515370SQ0310010
公开日2004年7月28日 申请日期2003年1月2日 优先权日2003年1月2日
发明者陈健正 申请人:钰康工业股份有限公司