扩涨轮辋的扩涨模具及其提高车轮轮辋疲劳性能的新工艺的制作方法

本发明涉及一种扩涨轮辋的扩涨模具及其提高车轮轮辋疲劳性能的新工艺。

背景技术：

随着车轮的轻量化发展不断推进，仅仅依靠结构设计及原材料本身性能来保障产品疲劳性能已经逐渐无法满足车轮实际承载能力的要求。而对车轮用原材料进行热处理，优化其组织结构，提升原材料的机械性能，从而提升车轮的耐疲劳性能及使用寿命，就成为了一条轻量化车轮产品开发的重要途径。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种重量更轻，强度更高，耐疲劳性能更好的车轮轮辋新工艺。

本发明的技术方案是一种提高车轮轮辋疲劳性能的新工艺，其特征在于：所述工艺包括：

制作轮辐：

1）将原材料平板通过具有环形刃口上模安装于由机械压力机或液压压力机的上滑块下平面中心位置，具有环形刃口下模安装于由机械压力机或液压压力机工作台面中心位置，原材料平板毛坯放置于下模平面，上滑块下行，带动上模刃口下行，加压，对原材料平板毛坯剪切，获得所需直径尺寸的毛坯；

2）通过压力机并使用轮辐专用风孔冲模，以轮辐安装平面及中心孔为基准，匀地冲制处10个或与螺栓孔等同数量的通风孔结构；

3）通过强力旋压机对所述平板毛坯进行旋压成型；具体的说：将所述平板毛坯固定到旋转的芯模上，用旋轮对毛坯施加压力，旋轮同时作轴向送进，经过一次或多次加工，得到各种薄壁空心回转体制品轮辐；

4）通过压力机并使用轮辐挤压毛刺模具，将所冲通风孔边缘毛刺挤压成倒角或者圆弧面形状，去除所冲通风孔边缘处的毛刺；

5）通过液压压力机或者摩擦压力机，用上下两块带有1~4mm凹心结构钢制圆板模具，将轮辐安装平面部分压成0~0.3mm凹心结构；

6）通过普通钻床或者车轮专用多头钻床，将车轮装配螺孔直径扩大至设计尺寸；

7）通过普通钻床，将车轮装配螺孔两侧边缘倒出1~2x45°斜边结构；

8）通过车轮专用多工位车床或者通过普通万用车床，将车轮轮辐装配面高度、外径、中心孔车加工至设计尺寸；

制作轮辋：

1）将原材料平板通过高精度或者普通剪板机剪切成车轮轮辋所需设计尺寸的长条状毛坯；

2）通过车轮专用卷圆设备，将长条状毛坯卷成圆筒状结构；

3）通过压力机，将所述圆筒状结构对口部分各50mm左右宽度压平；

4）通过车轮专用闪光对焊机，将圆筒状对口部分焊合，形成连续封闭的筒状结构；

5）通过车轮专用刨渣机械，将所述圆筒状结构内外侧形成的焊渣进行清除；

6）通过315或500吨压力机械，将所述圆筒状结构两端开口部分扩大；

7）通过车轮专用辊型设备，将圆筒状结构滚压成型，形成槽底和带有部分装配面的轮辋结构；

8）通过车轮专用辊型设备，将一次辊型后的所述轮辋产品进行进一步辊压，进一步形成部分轮缘结构；

9）通过车轮专用辊型设备，将二次辊型后所述轮辋产品进行进一步辊压，形成符合截面设计尺寸的轮辋结构的半成品；

10）通过加热装置对具有设计尺寸的轮辋结构的半成品在800~1200℃温度下进行加热；

11）通过500吨或800吨压力设备并使用扩涨模具，将加热的轮辋结构的半成品，沿着半径方向施加压力，使其周长延长至设计尺寸的瞬间进行喷雾冷却处理，形成具有标准周长及直径的轮辋11成品；

12）通过气门孔专用冲床，在轮辋槽底一侧冲出ø9.7mm~ø10mm直径充气孔；

合成车轮：

1）通过200~500吨液压压力机，轮辐以中心孔及一个风孔定位，轮辋气门孔对正一个风孔，将轮辋与轮辐焊合面压配在一起，以中心孔及外平面为基准，从轮辋胎圈座远端径向及轴向跳动，符合设计要求，点焊轮辋与轮辐压配焊合面6~8个点；

2）将轮辋与轮辐压装点固后的组合件以轮辐中心孔及外平面为基准放置在车轮组合焊机的转盘上，下行焊枪，对正焊缝中心，采用1.6mm或1.8mm直径焊丝，电压30~45v，300~550a，将轮辋与轮辐沿着焊合面焊接在一起。

本发明的有益效果是在车轮的加工工艺中加入原材料热处理工艺，对加工用材进行热处理强化，从而得到一种重量更轻，强度更高，耐疲劳性能更好的车轮产品。

本发明还涉及一种提高车轮轮辋疲劳性能的新工艺专用扩涨轮辋的扩涨模具，它包括车轮生产线1，所述车轮生产线1设有车轮感应加热装置2，所述车轮生产线1上其在所述车轮生产线1的左侧设有液压压力机3，所述液压压力机3工作台的中心位置上放置有专用扩涨轮辋的扩涨模具13，所述专用扩涨轮辋的扩涨模具13的中心位置放置有轮辋11，所述液压压力机3的下部设有下冲压椎体6，所述液压压力机3的上部同轴的设有上冲压椎体5，所述下冲压椎体6和上冲压椎体5的外侧分别设有下冲压内模8和上冲压内模7，所述下冲压内模8和上冲压内模7的外壁与所述轮辋11的内壁之间分别设有下轮辋变形接触内模10和上轮辋变形接触内模9，当液压压力机上滑块下压时，上冲压锥体5和下冲压锥体6相向运动，上冲压锥体5对上冲压内模7和上轮辋变形接触内模9施加径向推力，下冲压锥体6对下冲压内模8和下轮辋变形接触内模10施加径向推力，使其沿径向分布滑道运动，对轮辋11产生扩涨运动，获得设计直径和周长；所述液压压力机3的外侧设有水泵泵体4，所述水泵泵体4通过管道与设置在所述轮辋11四周的若干喷淋头12连接。

本发明的有益效果是通过车轮生产线1设有车轮感应加热装置2，所述车轮生产线1上其在所述车轮生产线1的左侧设有液压压力机3，所述液压压力机3工作台的中心位置上放置有专用扩涨轮辋的扩涨模具13，所述专用扩涨轮辋的扩涨模具13的中心位置放置有轮辋11，所述液压压力机3的下部设有下冲压椎体6，所述液压压力机3的上部同轴的设有上冲压椎体5，所述下冲压椎体6和上冲压椎体5的外侧分别设有下冲压内模8和上冲压内模7，所述下冲压内模8和上冲压内模7的外壁与所述轮辋11的内壁之间分别设有下轮辋变形接触内模10和上轮辋变形接触内模9，所述液压压力机3的外侧设有水泵泵体4，所述水泵泵体4通过管道与设置在所述轮辋11四周的若干喷淋头12连接。使用时将轮辋11通过车轮感应加热装置2在800~1200℃温度下进行加热，通过控制延时时间控制加热温度及金属相变，达到设计要求后，将轮辋11输送至液压压力机3工作台中心的专用扩涨轮辋的扩涨模具13上，使所述轮辋11的内壁接触下轮辋变形接触内模10和上轮辋变形接触内模9的外壁，启动液压压力机上滑块下压，上冲压锥体5和下冲压锥体6相向运动，上冲压锥体5对上冲压内模7和上轮辋变形接触内模9施加径向推力，下冲压锥体6对下冲压内模8和下轮辋变形接触内模10施加径向推力，使其沿径向分布滑道运动，对轮辋11产生扩涨运动，获得设计直径和周长。所述液压压力机3的外侧设有水泵泵体4，使其周长延长至设计尺寸的瞬间通过设置在轮辋11四周的若干喷淋头12进行喷雾冷却处理，形成具有标准周长及直径的轮辋成品，直至达到常温状态，这样实现了扩张定形，并达到提高耐疲劳性能及使用寿命的效果。

附图说明

图1为本发明扩涨模具的结构示意图

图2是图1的俯视图

图3是图1的局部放大图

图1-3中，1、车轮生产线，2、车轮感应加热装置，3、液压压力机，4、水泵泵体，5、上冲压椎体，6、下冲压椎体，7、上冲压内模，8、下冲压内模，9、上轮辋变形接触内模，10、下轮辋变形接触内模，11、轮辋，12、喷淋头，13、扩涨模具。

具体实施方式

本发明涉及一种提高车轮轮辋疲劳性能的新工艺，其特征在于：所述工艺包括：

制作轮辐：

1）将原材料平板通过具有环形刃口上模安装于由机械压力机或液压压力机的上滑块下平面中心位置，具有环形刃口下模安装于由机械压力机或液压压力机工作台面中心位置，原材料平板毛坯放置于下模平面，上滑块下行，带动上模刃口下行，加压，对原材料平板毛坯剪切，获得所需直径尺寸的毛坯；

2）通过压力机并使用轮辐专用风孔冲模，以轮辐安装平面及中心孔为基准，匀地冲制处10个或与螺栓孔等同数量的通风孔结构；

3）通过强力旋压机对所述平板毛坯进行旋压成型；具体的说：将所述平板毛坯固定到旋转的芯模上，用旋轮对毛坯施加压力，旋轮同时作轴向送进，经过一次或多次加工，得到各种薄壁空心回转体制品轮辐；

4）通过压力机并使用轮辐挤压毛刺模具，将所冲通风孔边缘毛刺挤压成倒角或者圆弧面形状，去除所冲通风孔边缘处的毛刺；

5）通过液压压力机或者摩擦压力机，用上下两块带有1~4mm凹心结构钢制圆板模具，将轮辐安装平面部分压成0~0.3mm凹心结构；

6）通过普通钻床或者车轮专用多头钻床，将车轮装配螺孔直径扩大至设计尺寸；

7）通过普通钻床，将车轮装配螺孔两侧边缘倒出1~2x45°斜边结构；

8）通过车轮专用多工位车床或者通过普通万用车床，将车轮轮辐装配面高度、外径、中心孔车加工至设计尺寸；

制作轮辋：

1）将原材料平板通过高精度或者普通剪板机剪切成车轮轮辋所需设计尺寸的长条状毛坯；

2）通过车轮专用卷圆设备，将长条状毛坯卷成圆筒状结构；

3）通过压力机，将所述圆筒状结构对口部分各50mm左右宽度压平；

4）通过车轮专用闪光对焊机，将圆筒状对口部分焊合，形成连续封闭的筒状结构；

5）通过车轮专用刨渣机械，将所述圆筒状结构内外侧形成的焊渣进行清除；

6）通过315或500吨压力机械，将所述圆筒状结构两端开口部分扩大；

7）通过车轮专用辊型设备，将圆筒状结构滚压成型，形成槽底和带有部分装配面的轮辋结构；

8）通过车轮专用辊型设备，将一次辊型后的所述轮辋产品进行进一步辊压，进一步形成部分轮缘结构；

9）通过车轮专用辊型设备，将二次辊型后所述轮辋产品进行进一步辊压，形成符合截面设计尺寸的轮辋结构的半成品；

10）通过加热装置对具有符合截面设计尺寸的轮辋结构的半成品在800~1200℃温度下进行加热；

11）通过500吨或800吨压力设备并使用扩涨模具，将加热的轮辋结构的半成品，沿着半径方向施加压力，使其周长延长至设计尺寸的瞬间进行喷雾冷却处理，形成具有标准周长及直径的轮辋11成品；

12）通过气门孔专用冲床，在轮辋槽底一侧冲出ø9.7mm~ø10mm直径充气孔；

合成车轮：

1）通过200~500吨液压压力机，轮辐以中心孔及一个风孔定位，轮辋气门孔对正一个风孔，将轮辋与轮辐焊合面压配在一起，以中心孔及外平面为基准，检测轮辋胎圈座远端径向及轴向跳动，符合设计要求，点焊轮辋与轮辐压配焊合面6~8个点；

2）将轮辋与轮辐压装点固后的组合件以轮辐中心孔及外平面为基准放置在车轮组合焊机的转盘上，下行焊枪，对正焊缝中心，采用1.6mm~2.0mm直径焊丝，电压30~45v，300~550a，将轮辋与轮辐沿着焊合面焊接在一起。

本发明的有益效果是在车轮的加工工艺中加入原材料热处理工艺，对加工用材进行热处理强化，从而得到一种重量更轻，强度更高，耐疲劳性能更好的车轮产品。

本发明还涉及一种提高车轮轮辋疲劳性能的新工艺专用扩涨轮辋的扩涨模具，它包括车轮生产线1，所述车轮生产线1设有车轮感应加热装置2，所述车轮生产线1上其在所述车轮生产线1的左侧设有液压压力机3，所述液压压力机3工作台的中心位置上放置有专用扩涨轮辋的扩涨模具13，所述专用扩涨轮辋的扩涨模具13的中心位置放置有轮辋11，所述液压压力机3的下部设有下冲压椎体6，所述液压压力机3的上部同轴的设有上冲压椎体5，所述下冲压椎体6和上冲压椎体5的外侧分别设有下冲压内模8和上冲压内模7，所述下冲压内模8和上冲压内模7的外壁与所述轮辋11的内壁之间分别设有下轮辋变形接触内模10和上轮辋变形接触内模9，当液压压力机上滑块下压时，上冲压锥体5和下冲压锥体6相向运动，上冲压锥体5对上冲压内模7和上轮辋变形接触内模9施加径向推力，下冲压锥体6对下冲压内模8和下轮辋变形接触内模10施加径向推力，使其沿径向分布滑道运动，对轮辋11产生扩涨运动，获得设计直径和周长。所述液压压力机3的外侧设有水泵泵体4，所述水泵泵体4通过管道与设置在所述轮辋11四周的若干喷淋头12连接。

本发明的有益效果是通过车轮生产线1设有车轮感应加热装置2，所述车轮生产线1上其在所述车轮生产线1的左侧设有液压压力机3，所述液压压力机3工作台的中心位置上放置有专用扩涨轮辋的扩涨模具13，所述专用扩涨轮辋的扩涨模具13的中心位置放置有轮辋11，所述液压压力机3的下部设有下冲压椎体6，所述液压压力机3的上部同轴的设有上冲压椎体5，所述下冲压椎体6和上冲压椎体5的外侧分别设有下冲压内模8和上冲压内模7，所述下冲压内模8和上冲压内模7的外壁与所述轮辋11的内壁之间分别设有下轮辋变形接触内模10和上轮辋变形接触内模9，所述液压压力机3的外侧设有水泵泵体4，所述水泵泵体4通过管道与设置在所述轮辋11四周的若干喷淋头12连接。使用时将轮辋11通过车轮感应加热装置2在800~1200℃温度下进行加热，通过控制延时时间控制加热温度及金属相变，达到设计要求后，将轮辋11输送至液压压力机3工作台中心的专用扩涨轮辋的扩涨模具13上，使所述轮辋11的内壁接触下轮辋变形接触内模10和上轮辋变形接触内模9的外壁，启动液压压力机上滑块下压，上冲压锥体5和下冲压锥体6相向运动，上冲压锥体5对上冲压内模7和上轮辋变形接触内模9施加径向推力，下冲压锥体6对下冲压内模8和下轮辋变形接触内模10施加径向推力，使其沿径向分布滑道运动，对轮辋11产生扩涨运动，获得设计直径和周长。所述液压压力机3的外侧设有水泵泵体4，使其周长延长至设计尺寸的瞬间通过设置在轮辋11四周的若干喷淋头12进行喷雾冷却处理，形成具有标准周长及直径的轮辋成品，直至达到常温状态，这样实现了扩张定形，并达到提高耐疲劳性能及使用寿命的效果。