汽车轮辋及其旋压工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种汽车轮辋及其旋压工艺，旨在解决现有的汽车轮辋重量较重，行车阻力大以及汽车轮辋的强度不够容易变形的不足。该发明包括外胎圈座、内胎圈座、设置在内胎圈座和外胎圈座之间的底槽、连接在外胎圈座端部的外侧轮缘、连接在内胎圈座端部的内侧轮缘，外胎圈座和内胎圈座上分别设有外旋压区和内旋压区，外旋压区从外胎圈座与外侧轮缘的连接位置延伸到外胎圈座与底槽的连接位置，内旋压区从内胎圈座与内侧轮缘的连接位置延伸到内胎圈座与底槽的连接位置。降低了轮辋重量，减小了行车阻力，降低了油耗。而且轮辋的强度好不易变形。
【专利说明】汽车轮辋及其旋压工艺
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种汽车车轮部件，更具体地说，它涉及一种强度好、重量轻的汽车轮辋。
[0003]
【背景技术】
[0004]轮辋是轮胎的载体，其各项性能对轮胎和汽车的正常使用具有重要的影响，目前一般的汽车轮辋扩口后依次进行一次成型、二次成型和三次成型，最后扩涨精整，通过这五道工序基本确定轮辋的轮廓尺寸。这种方法加工而成的汽车轮辋各个位置的截面厚度是一致的，但是汽车轮辋在实际的使用过程中各个位置的受力大小是不一样的，因此轮辋的厚度必须要满足最大受力位置的强度要求。如果轮辋的厚度太厚，轮辋在较小受力位置的厚度就显得太厚，增加了整个轮辋的重量，在一定程度上增加了行车阻力，增加了油耗。如果轮辋的厚度太薄，就不能满足最大位置的强度要求。
[0005]中国专利公布号CN102555667A，公开了一种工程车整体轮辋及其轮辋体制造工艺，包括轮辋体，轮辋体由圆筒整体热压制成，轮辋体制造工艺步骤依次为卷筒、压制料坯筒、压制槽圈部分制成槽圈筒、压制内轮缘部分制成轮辋体，这种轮辋加工简单，制造成本低，但是汽车轮辋各个位置的截面厚度是一致的，汽车轮辋在实际的使用过程中各个位置的受力大小是不一样的，因此轮辋的厚度必须要满足最大受力位置的强度要求，而轮辋在较小受力位置的厚度就显得太厚，增加了整个轮辋的重量，在一定程度上增加了行车阻力，增加了油耗。
[0006]
【发明内容】
[0007]本发明克服了现有的汽车轮辋两方面的不足:一是，汽车轮辋的重量较重，行车阻力大；二是，汽车轮辋的强度不够容易变形，提供了一种汽车轮辋及其旋压工艺，它的重量较轻，降低了行车阻力，减小了油耗。汽车轮辋的强度较好，不易变形，满足了行车要求，而且旋压工艺特别适合于轮辋的冷成型旋压。
[0008]为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:一种汽车轮辋，包括外胎圈座、内胎圈座、设置在内胎圈座和外胎圈座之间的底槽、连接在外胎圈座端部的外侧轮缘、连接在内胎圈座端部的内侧轮缘，外胎圈座和内胎圈座上分别设有外旋压区和内旋压区，外旋压区从外胎圈座与外侧轮缘的连接位置延伸到外胎圈座与底槽的连接位置，内旋压区从内胎圈座与内侧轮缘的连接位置延伸到内胎圈座与底槽的连接位置。在轮辋外胎圈座和内胎圈座上设置外旋压区和内旋压区，在外旋压区位置和内旋压区位置对轮辋进行旋压，减薄了轮辋的内胎圈座和外胎圈座的厚度，在保证汽车轮辋强度的前提下，减轻了轮辋的重量，降低了行车阻力，减小了油耗。
[0009]作为优选，外侧轮缘、内侧轮缘、底槽三者的厚度一致，汽车轮辋外旋压区和内旋压区位置的厚度均为汽车轮辋其它位置厚度的50%-75%。实际使用过程中轮辋在外胎圈座和内胎圈座位置的受力小于在外侧轮缘、内侧轮缘、底槽的受力，因此在满足强度要求的前提下对外胎圈座和内胎圈座位置进行减薄，降低了轮辋重量，减小了行车阻力，降低了油耗。
[0010]作为优选，外胎圈座上靠近和底槽的连接位置设有弧形的外侧凸峰，内胎圈座上靠近和内侧轮缘连接位置设有弧形的内侧凸峰。内侧凸峰和外侧凸峰的设置防止轮辋在实际的使用过程中轮胎在压力突然下降的情况下与轮辋脱离。
[0011]作为优选，外侧轮缘和内侧轮缘均呈弧形结构，外侧轮缘与外胎圈座连接位置圆角过渡，外胎圈座与底槽侧壁连接位置圆角过渡，内胎圈座和底槽侧壁连接位置圆角过渡，内侧轮缘与内胎圈座连接位置圆角过渡，底槽的槽口宽度大于槽底宽度。连接位置圆角过渡与直角连接过渡相比不易存在应力集中现象。
[0012]一种汽车轮辋的旋压工艺，在轮辋扩口后，一次成型前，对轮辋进行旋压成型: 第一步:装夹轮辋，将扩口后的轮辋装夹到旋压机上作为轮辋旋压模具的转动芯轴上，
轮辋的两端均与轮辋轴向宽度控制装置贴合；
第二步:旋压轮辋外表面，启动转动芯轴，转动芯轴带动轮辋转动，旋压轮向轮辋方向进给，首先旋压轮在靠近轮辋中间位置滚压出向轮辋轴线方向凸出的定位凸起，定位凸起连接限位在转动芯轴上，然后分别对定位凸起两侧的轮辋内旋压区和外旋压区进行旋压，在旋压内旋压区的时候轮辋的内端向外延伸而外端不会向外延伸，在旋压外旋压区的时候轮辋的外端向外延伸而内端不会向外延伸，与轮辋两端贴合的轮辋轴向宽度控制装置在轮辋旋压的过程中随着轮辋端部的延伸向外滑动，旋压机控制装置检测并控制轮辋轴向宽度控制装置，当轮辋轴向宽度控制装置滑动量到达设定值后旋压机控制装置发出指令停止旋压轮的进给动作并移走旋压轮；
第三步:卸下轮辋，将旋压轮移走使旋压轮远离轮辋，然后停转转动芯轴，将经过旋压后的轮辋从旋压机上卸下。
[0013]第一步装夹在旋压机上的轮辋毛坯呈筒状结构，两端部分粗中间部分细，轮辋两端呈圆台状结构，两转动芯轴作为轮辋旋压模具从轮辋的两端插入轮辋内，直到轮辋轴向宽度控制装置与轮辋的端部贴合。第二步在对轮辋进行旋压的时候不是立刻对旋压区进行旋压的，而是先在靠近轮辋的中间位置通过旋压轮滚压出定位凸起，轮辋在滚压位置滚压后厚度不变，定位凸起连接限位在转动芯轴上，旋压轮辋左侧的外旋压区时轮辋只会向左侧延长而不会向右侧延长，旋压轮辋右侧的内旋压区时轮辋只会向右侧延长而不会向左侧延长。在轮辋旋压的过程中定位凸起起到定位的作用，保证轮辋旋压位置准确可靠。轮辋仅仅是在外胎圈座和内胎圈座的外表面进行了减薄旋压，而在其他位置没有进行减薄旋压，相对于整体旋压而言，工作效率高。而且两端部分粗中间部分细，轮辋两端呈圆台状结构，相对于纯粹圆筒状结构的轮辋来说，旋压速度快，需要的旋压成型力小。
[0014]作为优选，旋压机启动之前对轮辋轴向宽度控制装置的滑动量、转动芯轴的转速以及旋压轮的进给路径和进给量进行设定。对于规格不同的轮辋设置不同的数值，使旋压机按照设定的数值工作，自动化程度高，工作效率高。[0015]作为优选，轮辋装夹和卸下同步进行，首先两个爪盘分别抓取旋压后的轮辋和待旋压的轮辋，爪盘夹紧轮辋后，套在轮辋内的转动芯轴从轮辋的两端向外回收，使转动芯轴和轮辋分离，然后移动两抓盘使旋压后的轮辋移动到下料区域，使待旋压的轮辋移动到和转动芯轴同轴位置，待旋压轮辋两侧的转动芯轴向轮辋靠近套接在待旋压轮辋内，实现轮辋旋压前的装夹，最后移动两卡盘至初始位置，如此反复。完成旋压的轮辋卸下和待旋压的轮辋装夹同步进行，提高了工作效率。
[0016]作为优选，旋压机上设置冷却液喷嘴，冷却液喷嘴定期对旋压轮喷射冷却液进行冷却。旋压轮使用一段时间后会发热，通过对旋压轮喷射冷却液实现旋压轮的冷却降温，防止旋压轮过快的磨损从而影响旋压深度，保证旋压的精度，延长旋压轮的使用寿命。
[0017]作为优选，轮辋为钢圈轮辋，轮辋采用冷成型旋压。这种旋压工艺可以对钢圈轮辋进行冷成型旋压，而不是需要加热的热成型旋压，旋压工艺简单。
[0018]作为优选，旋压轮有三个，三个旋压轮分别设置在轮辋的上方、左边和右边并同步朝向轮辋进给。三个旋压轮同步对轮辋进行旋压，轮辋的受力均衡，旋压过程平稳可靠。
[0019]与现有技术相比，本发明的有益效果是:(I)轮辋的重量较轻，降低了行车阻力，减小了油耗；(2)汽车轮辋的强度较好，不易变形，满足了行车要求；(3)旋压工艺适合于轮辋的冷成型旋压，旋压工艺简单。
[0020]
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本发明的一种结构示意图；
图2是本发明的轮辋成型工艺流程图；
图中:1、外胎圈座，2、内胎圈座，3、底槽，4、外侧轮缘，5、内侧轮缘，6、外旋压区，7、内旋压区，8、外侧凸峰，9、内侧凸峰，10、定位凸起，U、轮辋毛坯，12、旋压成型，13、一次成型，14、二次成型，15、三次成型。
[0022]
【具体实施方式】
[0023]下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述:实施例:一种汽车轮辋(参见附图1)，包括外胎圈座1、内胎圈座2、设置在内胎圈座和外胎圈座之间的底槽3、连接在外胎圈座端部的外侧轮缘4、连接在内胎圈座端部的内侧轮缘5，外胎圈座作为短肩胎圈座，内胎圈座作为长肩胎圈座。外胎圈座和内胎圈座的外表面分别设有外旋压区6和内旋压区7，外旋压区从外胎圈座与外侧轮缘的连接位置延伸到外胎圈座与底槽的连接位置，内旋压区从内胎圈座与内侧轮缘的连接位置延伸到内胎圈座与底槽的连接位置。外侧轮缘、内侧轮缘、底槽三者的厚度一致，汽车轮辋外旋压区和内旋压区位置的厚度均为汽车轮辋其它位置厚度的50%-75%。本实施例中汽车轮辋外旋压区和内旋压区位置的厚度均为汽车轮辋其它位置厚度的60%。外侧轮缘和内侧轮缘均呈弧形结构，弧形结构的外侧轮缘和内侧轮缘的外表面朝向轮辋的外侧凸出。外侧轮缘与外胎圈座连接位置圆角过渡，外胎圈座与底槽侧壁连接位置圆角过渡，内胎圈座和底槽侧壁连接位置圆角过渡，内侧轮缘与内胎圈座连接位置圆角过渡，汽车轮辋外旋压区沿轮辋轴向的两端呈圆角过渡，汽车轮辋内旋压区沿轮辋轴向的两端呈圆角过渡。底槽的槽口宽度大于槽底宽度，底槽的两侧壁倾斜设置。轮辋在外侧轮缘和内侧轮缘的直径大于其它位置的直径。外胎圈座上靠近和底槽的连接位置设有弧形的外侧凸峰8，内胎圈座上靠近和内侧轮缘连接位置设有弧形的内侧凸峰9。外侧凸峰和内侧凸峰均凸出于轮辋的外表面。
[0024]一种汽车轮辋的旋压工艺，在轮辋扩口后，一次成型前，对轮辋进行旋压成型(参见附图2)。轮辋为钢圈轮辋，轮辋采用冷成型旋压。
[0025]第一步:装夹轮辋，将扩口后的轮辋毛坯11装夹到旋压机上作为轮辋旋压模具的转动芯轴上，轮辋毛坯呈筒状结构，两端部分粗中间部分细，轮辋两端呈圆台状结构，两转动芯轴作为轮辋旋压模具从轮辋的两端插入轮辋内，直到轮辋轴向宽度控制装置与轮辋的端部贴合。轮辋轴向宽度控制装置包括连接在转动芯轴上的可滑动的滑动环，轮辋毛坯的两端分别贴合在两滑动环的端部。
[0026]第二步:旋压轮辋外表面对轮辋进行旋压成型12，采用旋压轮对轮辋进行表面旋压，旋压轮有三个，三个旋压轮分别设置在轮辋的上方、左边和右边并同步朝向轮辋进给。旋压机启动之前对轮辋轴向宽度控制装置的滑动量、转动芯轴的转速以及旋压轮的进给路径和进给量进行设定。然后启动转动芯轴，转动芯轴带动轮辋转动，旋压轮向轮辋方向进给，首先旋压轮在靠近轮辋中间位置滚压出向轮辋轴线方向凸出的定位凸起10，定位凸起连接限位在转动芯轴上，然后分别对定位凸起两侧的轮辋内旋压区和外旋压区进行旋压，在旋压内旋压区的时候轮辋的内端向外延伸而外端不会向外延伸，在旋压外旋压区的时候轮辋的外端向外延伸而内端不会向外延伸，与轮辋两端贴合的轮辋轴向宽度控制装置的滑动环在轮辋旋压的过程中随着轮辋端部的延伸向外滑动，旋压机控制装置检测并控制轮辋轴向宽度控制装置，当轮辋轴向宽度控制装置的滑动环的滑动量到达设定值后旋压机控制装置发出指令停止旋压轮的进给动作并移走旋压轮。在对轮辋进行旋压的时候不是立刻对旋压区进行旋压的，而是先在靠近轮辋的中间位置通过旋压轮滚压出定位凸起，轮辋在滚压位置滚压后厚度不变，定位凸起连接限位在转动芯轴上，旋压轮辋左侧的外旋压区时轮辋只会向左侧延长而不会向右侧延长，旋压轮辋右侧的内旋压区时轮辋只会向右侧延长而不会向左侧延长。在轮辋旋压的过程中定位凸起起到定位的作用，保证轮辋旋压位置准确可靠。轮辋仅仅是在外胎圈座和内胎圈座的外表面进行了减薄旋压，而在其他位置没有进行减薄旋压，相对于整体旋压而言，工作效率高。旋压机上设置冷却液喷嘴，冷却液喷嘴定期对旋压轮喷射冷却液进行冷却。旋压轮使用一段时间后会发热，通过对旋压轮喷射冷却液实现旋压轮的冷却降温，防止旋压轮过快的磨损从而影响旋压深度，保证旋压的精度，延长旋压轮的使用寿命。
[0027]第三步:卸下轮辋，将旋压轮移走使旋压轮远离轮辋，然后停转转动芯轴，将经过旋压后的轮辋从旋压机上卸下。轮辋装夹和卸下同步进行，首先两个爪盘分别抓取旋压后的轮辋和待旋压的轮辋，爪盘夹紧轮辋后，套在轮辋内的转动芯轴从轮辋的两端向外回收，使转动芯轴和轮辋分离，然后移动两抓盘使旋压后的轮辋移动到下料区域，使待旋压的轮辋移动到和转动芯轴同轴位置，待旋压轮辋两侧的转动芯轴向轮辋靠近套接在待旋压轮辋内，实现轮辋旋压前的装夹，最后移动两卡盘至初始位置，如此反复。完成旋压的轮辋卸下和待旋压的轮辋装夹同步进行，提高了工作效率。
[0028]轮辋旋压成型完成后一次进行一次成型13、二次成型14、三次成型15和扩涨精整确定轮辋轮廓尺寸从而加工出合格的轮辋产品。轮辋旋压后的外旋压区从外胎圈座与外侧轮缘的连接位置延伸到外胎圈座与底槽的连接位置，内旋压区从内胎圈座与内侧轮缘的连接位置延伸到内胎圈座与底槽的连接位置。
[0029]以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
【权利要求】
1.一种汽车轮辋，包括外胎圈座(I)、内胎圈座(2)、设置在内胎圈座和外胎圈座之间的底槽(3)、连接在外胎圈座端部的外侧轮缘(4)、连接在内胎圈座端部的内侧轮缘(5)，其特征是，外胎圈座和内胎圈座上分别设有外旋压区(6)和内旋压区(7)，外旋压区从外胎圈座与外侧轮缘的连接位置延伸到外胎圈座与底槽的连接位置，内旋压区从内胎圈座与内侧轮缘的连接位置延伸到内胎圈座与底槽的连接位置。
2.根据权利要求1所述的汽车轮辋，其特征是，外侧轮缘、内侧轮缘、底槽三者的厚度一致，汽车轮辋外旋压区和内旋压区位置的厚度均为汽车轮辋其它位置厚度的50%-75%。
3.根据权利要求1所述的汽车轮辋，其特征是，外胎圈座上靠近和底槽的连接位置设有弧形的外侧凸峰(8)，内胎圈座上靠近和内侧轮缘连接位置设有弧形的内侧凸峰(9)。
4.根据权利要求1或2或3所述的汽车轮辋，其特征是，外侧轮缘和内侧轮缘均呈弧形结构，外侧轮缘与外胎圈座连接位置圆角过渡，外胎圈座与底槽侧壁连接位置圆角过渡，内胎圈座和底槽侧壁连接位置圆角过渡，内侧轮缘与内胎圈座连接位置圆角过渡，底槽的槽口宽度大于槽底宽度。
5.一种权利要求1至4任意一项所述的汽车轮辋的旋压工艺，其特征是，在轮辋扩口后，一次成型前，对轮辋进行旋压成型: 第一步:装夹轮辋，将扩口后的轮辋装夹到旋压机上作为轮辋旋压模具的转动芯轴上，轮辋的两端均与轮辋轴向宽度控制装置贴合； 第二步:旋压轮辋外表面，启动转动芯轴，转动芯轴带动轮辋转动，旋压轮向轮辋方向进给，首先旋压轮在靠近轮辋中间位置滚压出向轮辋轴线方向凸出的定位凸起，定位凸起连接限位在转动芯轴上，然后分别对定位凸起两侧的轮辋内旋压区和外旋压区进行旋压，在旋压内旋压区的时候轮辋的内端向外延伸而外端不会向外延伸，在旋压外旋压区的时候轮辋的外端向外延伸而内端不会向外延伸，与轮辋两端贴合的轮辋轴向宽度控制装置在轮辋旋压的过程中随着轮辋端部的延伸向外滑动，旋压机控制装置检测并控制轮辋轴向宽度控制装置，当轮辋轴向宽度控制装置滑动量到达设定值后旋压机控制装置发出指令停止旋压轮的进给动作并移走旋压轮； 第三步:卸下轮辋，将旋压轮移走使旋压轮远离轮辋，然后停转转动芯轴，将经过旋压后的轮辋从旋压机上卸下。
6.根据权利要求5所述的汽车轮辋的旋压工艺，其特征是，旋压机启动之前对轮辋轴向宽度控制装置的滑动量、转动芯轴的转速以及旋压轮的进给路径和进给量进行设定。
7.根据权利要求5所述的汽车轮辋的旋压工艺，其特征是，轮辋装夹和卸下同步进行，首先两个爪盘分别抓取旋压后的轮辋和待旋压的轮辋，爪盘夹紧轮辋后，套在轮辋内的转动芯轴从轮辋的两端向外回收，使转动芯轴和轮辋分离，然后移动两抓盘使旋压后的轮辋移动到下料区域，使待旋压的轮辋移动到和转动芯轴同轴位置，待旋压轮辋两侧的转动芯轴向轮辋靠近套接在待旋压轮辋内，实现轮辋旋压前的装夹，最后移动两卡盘至初始位置，如此反复。
8.根据权利要求5或6或7所述的汽车轮辋的旋压工艺，其特征是，旋压机上设置冷却液喷嘴，冷却液喷嘴定期对旋压轮喷射冷却液进行冷却。
9.根据权利要求5或6或7所述的汽车轮辋的旋压工艺，其特征是，轮辋为钢圈轮辋，轮辋采用冷成型旋压。
10.根据权利要求5或6或7所述的汽车轮辋的旋压工艺，其特征是，旋压轮有三个，三个旋压轮分别设 置在轮辋的上方、左边和右边并同步朝向轮辋进给。
【文档编号】B60B21/10GK103448466SQ201310229679
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年6月8日 优先权日:2013年6月8日
【发明者】孙锋峰, 李顺平, 盛枫, 谷进进, 袁海洲, 董平, 汪冬冬 申请人:浙江金固股份有限公司