一种用于轮辋的镶块式硬质合金滚型模具的制作方法

本发明涉及车轮轮辋制造模具领域，具体为一种用于轮辋的镶块式硬质合金滚型模具。

背景技术：

随着汽车轻量化的推进，钢车轮整体重量不断降低，同时性能要求在不断增加完善、提高。为满足要求，在设计上钢车轮需要优化产品结构和提升材料强度等级。产品结构的优化，制造工艺性变得复杂、难度性大；材料强度等级的提升，传统模具材料表现出不同程度的不适用性或无法使用。因此需要不断探索试用新工艺、新技术满足产品工艺要求。

乘用车钢车轮是由轮辐和轮辋焊接合成的，轮辋由条料经过卷圆～对焊～滚型～扩张等一系列工序加工而成。这种轮辋与轮胎相配合，构成密闭空间形成充气腔，达到无内胎的要求。轮辋滚型形状与理论偏差越小，各项综合性能越稳定，其与轮胎的配合密封性关键在胎圈座5度斜处。在轮胎气压低时平、圆峰能有效防止轮胎偏离胎圈座，进入槽底，减低安全风险。传统的模具因耐磨性、粘贴性受限，导致上、下滚型模具间不能充分的辊压。

钢车轮作为车的一大功能键和安全件，在滚型过程中，材料流动成型，材料厚度变薄，影响车轮的刚度和强度。在产品设计和制造工艺设计上，优化设计，减小材料减薄。传统模具材料使用中光洁度易减低，摩擦力增加，不利材料的成型流动性，从而影响材料减薄。

车轮在行驶中一直受到冲击力，轮缘受力最大，因出现变形、开裂等缺陷。在制造、设计中，产品存在不平衡性，车轮的不平衡性直接影响车的舒适感观性和寿命，需要增加平衡块减小不平衡值。平衡块安装在钢车轮的轮缘。在装胎和整车组装时，车轮轮缘接触手。滚型过程中轮缘边缘就相当于高速旋转的刀具，工作状况恶劣，易出现轮缘毛刺、飞边、碾伤和轮缘形状差异大等问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种用于轮辋的镶块式硬质合金滚型模具，有效提高模具关键部位的硬度、耐磨度及光洁度，以提高产品质量，降低生产成本。

本发明所述轮辋包括中部槽底段，中部槽底段一侧连接有5°斜面段，另一侧连接一平峰段，所述平峰段连接另一5°斜面段，两5°斜面段外侧分别连接轮缘段；

所述镶块式硬质合金滚型模具包括上滚、下滚、上滚镶块、下滚镶块，所述上滚和下滚外圆面两侧各设有一环形台阶，所述上滚镶块和下滚镶块均为环形件，两上滚镶块分别与上滚外圆面的环形台阶配合，两下滚镶块分别与下滚外圆面的环形台阶配合，所述上滚镶块和下滚镶块均为硬质合金材料制成。

作为上述方案的优选，所述上滚外圆面设有一环形突出部，所述环形突出部与轮辋外圆面的中部槽底段相契合，上滚的两环形台阶分设于环形突出部两侧，两环形上滚镶块内圆面分别与两环形台阶契合，外圆面能够与轮辋的5°斜面段及轮缘段契合，其中一侧的上滚镶块外圆面还设有一平峰段，所述平峰段与5°斜面段上远离轮缘段的一侧连接，所述上滚镶块上的平峰段与轮辋上的平峰段相对应。

作为上述方案的优选，所述下滚外圆面设有环形凹陷部，所述环形凹陷部与轮辋外圆面的中部槽底相契合，环形凹陷部两侧各设有一5°斜面段，其中与轮辋平峰段对应一侧的环形凹陷部与5°斜面段之间通过圆弧面凸起部连接，所述下滚外圆面的环形台阶设于两段5°斜面段外侧，两下滚镶块分设于两环形台阶上，所述下滚镶块上靠近5°斜面段一侧设有一圆弧面，该圆弧面能够与轮辋上的轮缘段相契合。

作为上述方案的优选，所述上滚镶块和下滚镶块上远离上滚环形突出部的端面各设有一环形压块，所述压块分别与对应的上滚镶块和下滚镶块通过螺钉和圆柱销固定连接。

上述方案的有益效果在于：

1、轮辋轮缘、胎圈座5°斜面、平、圆峰关键尺寸项，在滚压成型中工作条件恶劣，受力大，需要充分受力碾压成型，以保证尺寸与理论形状偏差小。采用传统的模具材料，工艺试制可以，但在批量生产中因受模具材料本身特性，若充分受力滚压，模具表面易粘工件材料，导致制件拉毛、飞边、毛刺、双眼皮等缺陷，因此需要适当让步，关键尺寸需在公差范围内，但与理论有一定的偏差。本发明在关键尺寸部位，设计硬质合金镶块，滚压成型过程中可以充分滚压成型，轮辋偏差值小。

2、轮缘因材料边缘类似于高速旋转的刀具，对模具的损伤大，传统模具材料，产品轮缘易出现飞边、毛刺等缺陷，其他部位因模具的磨损，制件表面毛糙等缺陷。本发明因在受力大部位设计高硬度、高耐磨性硬质合金材料镶块，有效避免制件出现飞边、毛刺等缺陷问题，提高产品的外观质量。

3、传统的模具材料因受较大力易出现磨损，表面光洁度变差，摩擦系数增大，阻碍材料在成型过程中的流动性，受力大变形量大，材料变薄量相应变大等问题。本发明因采用的是高耐磨性硬质合金材料，在加工中主要使用磨削工艺，碾磨精加工，表面光洁度达到镜面要求，摩擦系数小，材料再成型过程中的流动性好。

4、传统材料的滚型模单价低，寿命相应也低，摊销到每件产品的制造cpu为0.16。本发明使用硬质合金镶块，但仅仅在模具关键部位实用硬质合金材料，硬质合金的使用量较低，从而降低制造成本，模具单价虽然相对传统材料模具贵，但分摊到每件产品上cpu为0.053，经济性好，适合大批量产品。

5、传统模具因材料属性，在滚型中局部受力大，易磨损，在生产中需要对模具进行打磨抛光维修；为保证产品外观质量和尺寸项，需平衡调整，调整时间长。本发明在模具关键部位采用高硬度、高耐磨性的硬质合金材料，组装采用“冷收缩过盈法”，配合面充分接触，硬质合金受力不均值小，破裂风险相应降低，长时间生产使用不需停歇抛光，故障率低，同时可以不考虑模具生产的外观问题，重点对尺寸项进行调整，因此调整时间短，综合起来生产效益提高。

附图说明

图1为本发明的剖视图。

图2为图1中的局部结构放大示意图。

图3为图1中a处的局部结构放大示意图。

具体实施方式

以下结合附图详细描述本发明的实施例。

如图1和图2所示，本实施例所述模具的加工对象为一种轮辋，所述轮辋包括中部槽底段12，中部槽底段12一侧连接有5°斜面段10，另一侧连接一平峰段14，所述平峰段14连接另一5°斜面段10，两5°斜面段10外侧分别连接轮缘段9；

本实施例所述镶块式硬质合金滚型模具包括上滚3、下滚6、上滚镶块4、下滚镶块5，所述上滚3和下滚6外圆面两侧各设有一环形台阶，所述上滚镶块4和下滚镶块5均为环形件，两上滚镶块4分别与上滚3外圆面的环形台阶配合，两下滚镶块5分别与下滚6外圆面的环形台阶配合，所述上滚镶块4和下滚镶块5均为硬质合金材料制成。

在本实施例中，所述上滚3外圆面设有一环形突出部7，所述环形突出部7与轮辋外圆面的中部槽底段12相契合，上滚3的两环形台阶分设于环形突出部7两侧，两环形上滚镶块4内圆面分别与两环形台阶契合，外圆面能够与轮辋的5°斜面段10及轮缘段9契合，其中一侧的上滚镶块4外圆面还设有一平峰段11，所述平峰段11与上滚镶块的5°斜面段16上远离轮缘段9的一侧连接，所述上滚镶块4上的平峰段11与轮辋上的平峰段14相对应。

在本实施例中，所述下滚6外圆面设有环形凹陷部8，所述环形凹陷部8与轮辋外圆面的中部槽底段12相契合，环形凹陷部8两侧各设有一5°斜面段15，其中与轮辋平峰段14对应一侧的环形凹陷部8与5°斜面段15之间通过圆弧面凸起部13连接，所述下滚6外圆面的环形台阶设于两段5°斜面段15外侧，两下滚镶块5分设于两环形台阶上，所述下滚镶块5上靠近5°斜面段15一侧设有一圆弧面17，该圆弧面17能够与轮辋上的轮缘段9相契合。

在本实施例中，所述上滚镶块4和下滚镶块5上远离上滚3环形突出部7的端面各设有一环形压块1(2)，所述压块1(2)分别与对应的上滚镶块4和下滚镶块5通过螺钉和圆柱销固定连接。

轮辋轮缘、胎圈座5°斜面、平、圆峰关键尺寸项，在滚压成型中工作条件恶劣，受力大，需要充分受力碾压成型，以保证尺寸与理论形状偏差小。采用传统的模具材料，工艺试制可以，但在批量生产中因受模具材料本身特性，若充分受力滚压，模具表面易粘工件材料，导致制件拉毛、飞边、毛刺、双眼皮等缺陷，因此需要适当让步，关键尺寸需在公差范围内，但与理论有一定的偏差。本发明在关键尺寸部位，设计硬质合金镶块，滚压成型过程中可以充分滚压成型，轮辋偏差值小。

轮缘因材料边缘类似于高速旋转的刀具，对模具的损伤大，传统模具材料，产品轮缘易出现飞边、毛刺等缺陷，其他部位因模具的磨损，制件表面毛糙等缺陷。本发明因在受力大部位设计高硬度、高耐磨性硬质合金材料镶块，有效避免制件出现飞边、毛刺等缺陷问题，提高产品的外观质量。

传统的模具材料因受较大力易出现磨损，表面光洁度变差，摩擦系数增大，阻碍材料在成型过程中的流动性，受力大变形量大，材料变薄量相应变大等问题。本发明因采用的是高耐磨性硬质合金材料，在加工中主要使用磨削工艺，碾磨精加工，表面光洁度达到镜面要求，摩擦系数小，材料再成型过程中的流动性好。

传统材料的滚型模单价低，寿命相应也低，摊销到每件产品的制造cpu为0.16。本发明使用硬质合金镶块，但仅仅在模具关键部位实用硬质合金材料，硬质合金的使用量较低，从而降低制造成本，模具单价虽然相对传统材料模具贵，但分摊到每件产品上cpu为0.053，经济性好，适合大批量产品。

传统模具因材料属性，在滚型中局部受力大，易磨损，在生产中需要对模具进行打磨抛光维修；为保证产品外观质量和尺寸项，需平衡调整，调整时间长。本发明在模具关键部位采用高硬度、高耐磨性的硬质合金材料，组装采用“冷收缩过盈法”，配合面充分接触，硬质合金受力不均值小，破裂风险相应降低，长时间生产使用不需停歇抛光，故障率低，同时可以不考虑模具生产的外观问题，重点对尺寸项进行调整，因此调整时间短，综合起来生产效益提高。

在本实施例中，压块与硬质合金镶块端面贴合时，压块与上滚端面具有0.2-0.3mm间隙(如图3所示)，让螺栓产生预压力，有效放松，同时硬质合金镶块受压力增大，与上滚的装配摩擦力相应变大，能防止在日后的使用中硬质合金镶块与上滚产生相对转动；另安装圆柱销，是为防止螺栓断裂。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。