一种三片复合式旋压轮毂及其制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种三片复合式旋压轮毂及其制造方法，包括轮辋前片，轮辋后片及轮辐中片；轮辋前片及轮辋后片分别采用圆形板料旋压制成；轮辋前片的连接圈及轮辋后片的连接圈，分别与“凸”形轮辐中片的第一装配面及第二装配面过盈配合连接，并通过紧固螺栓固定，构成三片复合式旋压轮毂。与现有技术相比，本发明提供的“凸形”过盈配合的三片复合式结构，显著地提高了轮毂的稳固性和气密性；旋压成形的轮辋前片及轮辋后片，显著地提高了轮毂的机械性能，减轻重量，且大大地降低制作成本；且其制造方法工序简单，操作难度低，产品质量稳定。
【专利说明】一种三片复合式旋压轮毂及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于汽车轮毂制造领域，具体涉及一种三片复合式旋压轮毂及其制造方法。
【背景技术】
[0002]轮毂是汽车的重要组成部分，为汽车轮胎内以轴为中心用于支撑轮胎的圆柱形金属部件。轮毂按制造工艺划分，主要有整体式轮毂和复合式轮毂两大类。其中，整体式轮毂的制造方法主要有铸造法，锻造法等。目前，铸造轮毂产量占轮毂总产量的90%以上，但是铸造轮毂存在强度低，加工难度大等缺点；锻造轮毂性能虽优于铸造轮毂，但其存在成形难度大，制造成本高等缺点，因此市场占有率较低。而复合式轮毂，主要分为两片复合式轮毂和三片复合式轮毂。与整体式轮毂相比，复合式轮毂的轮辋成形难度降低，因而制造成本降低。特别是三片式轮毂，轮辋前片和轮辋后片分别成形，可以大大降低制造难度，同时保证轮毂的高性能和高质量；且轮辐中片，方便设计成各种各样的花型款式，深受广大消费者喜爱。
[0003]例如，专利号ZL200820178707.1的中国实用新型专利《一种三片式汽车轮毂》公布了一种三片式轮毂，把轮辋分为三个圆弧片段，每个片段的两边都制成有凹槽，然后通过钢圈卡入凹槽连接成一个完整的轮辋，轮辐采用螺栓直接与轮辋的内表面连接。但这种三片式轮毂存在着轮辋厚，重量大，且采用两圈螺栓连接，工艺复杂的缺点。
[0004]而专利号CN101817288B的中国发明专利《一种三片式铝合金锻造轮毂》公布了一种三片式铝合金锻造的轮毂，轮辋前片和后片采用挤压和旋压相结合的工艺，轮辋前片、轮辐中片和轮辋后片采用过盈配合通过紧固螺栓连接装配。但其存在着对挤压设备能力要求高；挤压模具容易损坏；挤压和旋压相结合，工序复杂，实现困难的问题。
[0005]为此，本发明将提供一种结构简单轻便，制作方法易于实现的三片复合式旋压轮毂及其制造方法。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种三片复合式旋压轮毂及其制造方法，以解决现有技术中制作的复合式轮毂结构复杂、对制作工艺要求较高的问题。
[0007]本发明的第二目的在于提供一种三片复合式旋压轮毂及其制造方法，以实现制作的复合式轮毂具有成本低、性能好、重量轻、外形美观，且无需复杂动平衡跳帧等目标。
[0008]为实现上述目的，本发明提供一种三片复合式旋压轮毂，包括:
轮辋前片，所述轮辋前片的一个端面具有一轮辋前片连接圈；
轮辋后片，所述轮辋后片的一个端面具有一轮辋后片连接圈；
轮辐中片，所述轮辐中片为圆盘式结构，且所述轮辐中片的一侧设有用于与所述轮辋前片连接圈过盈配合的第一装配面，另一侧设有用于与所述轮辋后片连接圈过盈配合的第二装配面，所述圆盘式结构的边沿与所述第一装配面及所述第二装配面构成“凸”形结构； 所述轮辋前片与所述轮辐中片通过所述轮辋前片连接圈与第一装配面间的过盈配合连接固定，所述轮辋后片与所述轮辐中片通过所述轮辋后片连接圈与第二装配面间的过盈配合连接固定，构成三片复合式旋压轮毂整体结构；
其中，所述轮辋前片及所述轮辋后片分别为圆形板料旋压制成。
[0009]较佳地，所述轮辋前片连接圈的周围均匀设有若干轮辋前片螺栓孔，所述轮辋后片连接圈的周围设有位置与所述轮辋前片螺栓孔对应的若干轮辋后片螺栓孔，所述圆盘式结构上设有位置与所述轮辋前片螺栓孔对应的若干轮辐中片螺栓孔；
所述轮辋前片、轮辐中片和轮辋后片通过依次穿过轮辋前片螺栓孔、轮辐中片螺栓孔及轮辋后片螺栓孔的紧固螺栓进一步连接固定。
[0010]较佳地，所述轮辐中片还设有一中心孔，所述中心孔的直径小于所述第一装配面及所述第二装配面的外径。
[0011]本发明还提供了一种三片复合式旋压轮毂的制造方法，包括:
A)轮辋前片旋压成形，包括形成轮辋前片连接圈；
B)轮辋后片旋压成形，包括形成轮辋后片连接圈；
C)轮辐中片成形，包括形成与所述轮辋前片连接圈过盈配合的第一装配面及形成与所述轮辋后片连接圈过盈配合的第二装配面；
D)精加工和装配，通过所述轮辋前片连接圈与第一装配面间的过盈配合将所述轮辋前片与所述轮辐中片连接固定，通过所述轮辋后片连接圈与第二装配面间的过盈配合将所述轮辋后片与所述轮辐中片连接固定，形成三片复合式旋压轮毂整体结构；
其中，所述轮辋前片及所述轮辋后片分别采用圆形板料旋压制成。
[0012]较佳地，所述步骤A)具体包括:在旋压机上安装轮辋前片成形模具，并利用尾顶将坯料固定在所述轮辋前片成形模具上；所述旋压机的主轴驱动所述轮辋前片成形模具、坯料及尾顶同时旋转；所述旋压机的旋轮沿轴向和径向进给，经过若干个道次后，旋压成形结束；旋压成形的轮辋前片进行机械再加工，车削底面和端面，即可得到轮辋前片。
[0013]较佳地，所述步骤B)具体包括:在旋压机上安装轮辋后片成形模具，并利用尾顶将坯料固定在所述轮辋后片成形模具上；所述旋压机的主轴驱动所述轮辋后片成形模具、坯料及尾顶同时旋转；所述旋压机的旋轮沿轴向和径向进给，经过若干个道次，旋压成形结束；旋压成形的轮辋后片进行机械再加工，车削底面和端面，即可得到轮辋后片。
[0014]较佳地，所述步骤C)具体包括:所述轮辐中片采用铸造或者锻造制造，其中，第一装配面的外径和深度加工至与所述轮辋前片过盈配合的尺寸；第二装配面的外径和深度加工至与所述轮辋前片过盈配合的尺寸。
[0015]较佳地，所述步骤D)还包括:所述的轮辋前片、轮辐中片和轮辋后片过盈配合固定后，围绕所述轮辐中片的中心孔在该三部分结构的接触面上沿圆周方向均匀钻设螺栓孔，然后通过紧固螺栓，将所述轮辋前片、轮辐中片和轮辋后片进一步固定连接，形成一种三片复合式旋压轮毂。
[0016]较佳地，用于旋压制成所述轮辋前片及所述轮辋后片的圆形板料的厚度为广50毫米。
[0017]本发明的核心在于，提供一种三片复合式旋压轮毂及其制造方法，轮辋前片及轮辋后片与轮辐中片以“凸”形过盈配合的方式连接，提高轮毂的稳固性。其中轮辋前片及轮辋后片采用旋压成形，大大降低制作成本，显著地提高了轮毂的机械性能。而紧固螺栓的设置进一步提高轮毂整体的稳固性。
[0018]与现有技术相比，本发明提供的三片复合式旋压轮毂及其制造方法具有以下显著效果:
1、结构稳固，轮毂气密性好。〃凸形〃过盈配合的三片复合式结构，显著地提高了轮毂的稳固性和气密性；
2、制造成本低。本发明中的轮辋前片和轮辋后片，采用旋压成形，对设备能力要求低，无需购买价格昂贵的大型设备；旋压模具使用寿命长，直接降低了制造成本；如果三片中的部分出现损坏，只需要更换该部分，避免浪费，节约成本。
[0019]3、重量轻，外形美观。本发明中所述旋压成形的轮辋前片和轮辋后片，材料利用率高，机械强度高，重量轻。轮辐中片可根据需要制作出需要的花纹，即减轻重量又增强美感。
[0020]4、工序简单，操作方便。本发明中所述的轮辋前片和轮辋后片，结构简单，采用板材旋压成形，工序简单，操作步骤少，操作难度低，保证了产品质量的稳定。
[0021]
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本发明实施例的装配结构示意图；
图2是本发明实施例轮辋前片示意图；
图3是本发明实施例轮辋后片示意图；
图4是本发明实施例的轮辐中片示意图；
图5是图1中三部分结构连接处的局部放大示意图。
[0023]标号说明:1_轮辋前片；2_轮辋后片；3_轮辐中片；4_轮辋前片连接圈；5-轮辋前片气门孔；6_轮辋前片螺栓孔；7_轮辋后片连接圈；8_轮辋后片螺栓孔；9_中心孔；10-轮辐中片螺栓孔；11_螺栓。
【具体实施方式】
[0024]为更好地说明本发明，以实施例的方式并配合附图对本发明作详细说明，具体如下:
如图1所示，本发明提供一种三片复合式旋压轮毂，包括旋压轮辋前片1、轮辋后片2和轮辐中片3，所述轮辋前片I和轮辋后片2分别由圆形板材直接旋压而成；所述轮辐中片为铸造或者锻造等方式制成。
[0025]如图2所示，轮辋前片I的一个端面设有轮辋前片连接圈4，轮辋前片I上还设有轮辋前片气门孔5及沿轮辋前片连接圈4的圆周均匀分布的螺栓孔6。
[0026]如图3所示，轮辋后片2的一个端面设有轮辋后片装配孔7，轮辋后片2上还设有沿轮辋后片连接圈7的周围均匀分布的轮辋后片螺栓孔8。
[0027]如图4所示，轮辐中片3为圆盘式结构，中心位置处设有中心孔9和圆周均匀分布的轮辐中片螺栓孔10，轮辐中片螺栓孔10均到中心孔9距离相等。且所述轮辐中片的一侧设有用于与轮辋前片连接圈4过盈配合的第一装配面，另一侧设有用于与所述轮辋后片连接圈7过盈配合的第二装配面。其中，圆盘式结构边缘与第一装配面及第二装配面构成“凸”形结构。
[0028]如图5所示，第一装配面与第二装配面分别与轮辐中片3的圆盘结构边缘直径最大处构成“凸”形结构，该第一装配面与第二装配面直径均小于轮辐中片3直径最大处的直径。该“凸”形结构两侧的两处台阶结构分别用于与轮辋前片I及轮辋后片2进行过盈配合，这种结构可以使得轮辐中片3在与轮辋前片I及轮辋后片2连接时受力更加均匀，即起到较好地固定连接轮辋前片I及轮辋后片2的作用，又通过台阶式结构与轮辋前片I及轮辋后片2卡合的方式提高了整个轮毂的密封性。
[0029]如图1中所示，轮辋前片I与轮辐中片3通过轮辋前片连接圈4与第一装配面间的过盈配合连接固定，轮辋后片2与轮辐中片3通过轮辋后片连接圈7与第二装配面间的过盈配合连接固定，构成三片复合式旋压轮毂整体结构。
[0030]其中，螺栓孔6、8和10数量相同且位置相互对应，轮辋前片、轮辐中片和轮辋后片过盈配合安装后，通过图5中的紧固螺栓11依次穿过轮辋前片螺栓孔6、轮辐中片螺栓孔10及轮辋后片螺栓孔8进一步连接并固定轮辋前片1、轮辐中片3和轮辋后片2，轮辋前片I及轮辋后片2为整块圆形板料旋压制成，轮辐中片3为铸造或者锻造制成。紧固螺栓11的设置，可以进一步固定过盈配合的轮辋前片1、轮辐中片3及轮辋后片2，使得通过圆孔过盈配合的三部分结构不会产生相对转动，进一步提高整个轮毂的稳固性。
[0031]本发明还提供了一种三片复合式旋压轮毂的制作方法，采用计算机数字控制的旋压机，将板料旋压成轮辋前片和轮辋后片，其加工制作的具体步骤如下:
A.轮辋前片旋压成形:在旋压机上安装轮辋前片成形模具，采用尾顶将坯料A固定在轮辋前片I成形模具上；在所述旋压机主轴驱动下，轮辋前片成形模具、坯料A及尾顶同时旋转；所述的旋压机旋轮沿轴向和径向进给，在所述的旋压机旋轮的作用下，旋压成形轮辋前片，此过程需要2-100个道次。其中主轴转速为2-2000转/分，旋轮进给率设为0.1-100毫米/转，旋轮的压力设为0.1-120吨。经过若干个道次，旋压成形结束后，对轮辋前片进行机械加工，车削底面和端面，得到轮辋前片的连接圈。车削后，轮辋前片的高度为60毫米，装配面中心孔的直径为325毫米。所得工件如图2所示。然后取下轮辋前片，并卸下所述轮辋前片成形模具。本实施例中，选择的道次数、主轴转速、旋轮进给率、旋轮的压力，轮毂前片高度、装配面中心孔直径等，仅是为了说明本实施例，并不对被发明的保护范围作进一步的限定。
[0032]本实施例中，选取型号为5052的整块圆形铝合金板材，板材厚度为5毫米，按照预定尺寸加工外圆边。外圆边尺寸为640毫米，如图2所示。当然本发明不以此为限，选取的铝合金轧制板材的厚度范围在1-50毫米范围内。这种厚度的选取，不仅能达到轮辋前片和轮辋后片旋压而成；而且能达到轮辋前片和轮辋后片的厚度要求。最为重要的是，三片式旋压轮毂制成后的各项性能符合使用要求。
[0033]本实施例中制作轮辋前片所采用的铝合金轧制板材的型号、厚度以及所设外圆尺寸的大小，仅是为了具体的说明本实施例，并不对被发明的保护范围作进一步的限定，选取其他型号、厚度的铝合金轧制板材、制作其他尺寸的中心孔及外圆边尺寸仍属于本发明的保护范围。
[0034]B.轮辋后片旋压成形:在旋压机上安装轮辋后片成形模具，采用尾顶将坯料B固定在所述轮辋后片成形模具上；在所述旋压机主轴驱动下，轮辋后片成形模具、坯料B及尾顶同时旋转；所述的旋压机旋轮沿轴向和径向进给，在旋压机旋轮的作用下，旋压成形轮辋后片，此过程需要2-100个道次。其中主轴转速为2-2000转/分，旋轮进给率设为0.1-100毫米/转，旋轮的压力设为0.1-120吨。经过若干个道次，旋压成形结束后，对轮辋后片进行机械加工，车削底面和端面，得到轮辋后片的连接圈。车削后，轮辋前片的高度为180毫米，装配面中心孔的直径为325毫米。所得工件如图3所示。然后取下轮辋前片，并卸下所述轮辋后片成形模具。本实施例中，选择的道次数、主轴转速、旋轮进给率、旋轮的压力，轮毂前片高度、装配面中心孔直径等，仅是为了说明本实施例，并不对被发明的保护范围作进一步的限定。
[0035]本实施例中，选取型号为5052的整块圆形招合金板材,板材厚度为5毫米,按照预定尺寸加工外圆边。外圆边尺寸为880毫米，如图3所示。当然本发明不以此为限，选取的铝合金轧制板材的厚度范围在1-50毫米范围内。这种厚度的选取，不仅能达到轮辋前片和轮辋后片旋压而成；而且能达到轮辋前片和轮辋后片的厚度要求。最为重要的是，三片式旋压轮毂制成后的各项性能符合使用要求。
[0036]本实施例中制作轮辋后片所采用的铝合金轧制板材的型号、厚度以及所设外圆尺寸的大小，仅是为了具体的说明本实施例，并不对被发明的保护范围作进一步的限定，选取其他型号、厚度的铝合金轧制板材、制作其他尺寸的中心孔及外圆边尺寸仍属于本发明的保护范围。
[0037]C.轮辐中片成形:轮辐中片选取铸造或者锻造方法制造，第一装配面的外径和深度加工至与所述轮辋前片过盈配合的尺寸；第二装配面的外径和深度加工至与所述轮辋前片过盈配合的尺寸。本实施例中，与轮辋前片配合的装配位置，加工至直径325毫米，深度5毫米；与轮辋后片配合装配位置，加工至直径325毫米，深度5毫米；轮辐中片外圆，加工至425毫米。本实施例中，选择直径、深度等，仅是为了说明本实施例，并不对被发明的保护范围作进一步的限定。
[0038]D.精加工和装配:通过轮辋前片连接圈与第一装配面间的过盈配合将所述轮辋前片与所述轮辐中片连接固定，通过所述轮辋后片连接圈与第二装配面间的过盈配合将所述轮辋后片与所述轮辐中片连接固定，形成三片复合式旋压轮毂整体结构。随后，将三者固定，在数控机床上对上述轮毂进行精加工，以中心孔9定位，加工轮毂的外侧，使得符合产品的尺寸、精度和公差要求；围绕中心孔9的直径350毫米圆周位置上钻20个螺栓孔。螺栓孔均匀分布，然后通过紧固螺栓11，将所述轮辋前片1、轮辐中片2和轮辋后片3连接，形成一种三片复合式旋压轮毂。此外，还需在轮辋前片上钻设气门孔。本实施例中，选择螺栓孔所在圆周直径、螺栓孔数量、螺栓孔直径等，仅是为了说明本实施例，并不对被发明的保护范围作进一步的限定。
[0039]本发明所提供的轮辋前片、轮辋后片及轮辐中片由于采用过盈配合装配，其结构简单，且装配后稳固性及密封性较好。这种结构也便于轮辋前片、轮辋后片采用旋压成形制作。其中旋压成形具体是指在旋轮作用下，将板材减薄、延展并成形，包括但不限定旋压机和模具共同实现。旋压时，板料中心始终紧贴在模具上，平整性高，进而使车削得到的连接圈平整性较好，保证了轮毂的装配精度。此外，旋压时，板料主要受压部分为构成轮辋的板料边缘部分，旋压过程中板料边缘会相对变薄，保证轮辋整体结构的机械性能的同时也在一定程度上减轻了轮辋的重量，而旋压过程中自然形成的相对轮辋部分较厚的连接圈可以提高过盈配合而成的轮毂的稳定性，使轮毂的机械性能更好。
[0040]综上，本发明的这种通过整块板材旋压处轮辋前片及轮辋后片的方法既降低了加工难度，也提高了轮辋前片及轮辋后片的坚固性。
[0041]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，对本发明所做的变形或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述的权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种三片复合式旋压轮毂，其特征在于，包括: 轮辋前片，所述轮辋前片的一个端面具有一轮辋前片连接圈； 轮辋后片，所述轮辋后片的一个端面具有一轮辋后片连接圈； 轮辐中片，所述轮辐中片为圆盘式结构，且所述轮辐中片的一侧设有用于与所述轮辋前片连接圈过盈配合的第一装配面，另一侧设有用于与所述轮辋后片连接圈过盈配合的第二装配面，所述圆盘式结构的边沿与所述第一装配面及所述第二装配面构成“凸”形结构；所述轮辋前片与所述轮辐中片通过所述轮辋前片连接圈与第一装配面间的过盈配合连接固定，所述轮辋后片与所述轮辐中片通过所述轮辋后片连接圈与第二装配面间的过盈配合连接固定，构成三片复合式旋压轮毂； 其中，所述轮辋前片及所述轮辋后片分别为圆形板料旋压制成。
2.根据权利要求1所述的三片复合式旋压轮毂，其特征在于，所述轮辋前片连接圈的周围均匀设有若干轮辋前片螺栓孔，所述轮辋后片连接圈的周围设有位置与所述轮辋前片螺栓孔对应的若干轮辋后片螺栓孔，所述圆盘式结构上设有位置与所述轮辋前片螺栓孔对应的若干轮辐中片螺栓孔； 所述轮辋前片、轮辐中片和轮辋后片通过依次穿过轮辋前片螺栓孔、轮辐中片螺栓孔及轮辋后片螺栓孔的紧固螺栓进一步连接固定。
3.根据权利要求1所述的三片复合式旋压轮毂，其特征在于，所述轮辋前片及所述轮辋后片分别为圆形板料旋压制成，所述圆形板料的厚度为广50毫米。
4.一种三片复合式旋压轮毂的制造方法，其特征在于，包括: 八)轮辋前片旋压成形，包括形成轮辋前片连接圈； 8)轮辋后片旋压成形，包括形成轮辋后片连接圈； 0轮辐中片成形，包括形成与所述轮辋前片连接圈过盈配合的第一装配面，以及形成与所述轮辋后片连接圈过盈配合的第二装配面； 0)精加工和装配，通过所述轮辋前片连接圈与第一装配面间的过盈配合将所述轮辋前片与所述轮辐中片连接固定，通过所述轮辋后片连接圈与第二装配面间的过盈配合将所述轮辋后片与所述轮辐中片连接固定，形成三片复合式旋压轮毂； 其中，所述轮辋前片及所述轮辋后片分别采用圆形板料旋压制成。
5.根据权利要求4所述的三片复合式旋压轮毂的制造方法，其特征在于，所述步骤八)具体包括:在旋压机上安装轮辋前片成形模具，并利用尾顶将坯料固定在所述轮辋前片成形模具上；所述旋压机的主轴驱动所述轮辋前片成形模具、坯料及尾顶同时旋转；所述旋压机的旋轮沿轴向和径向进给，经过若干个道次后，旋压成形结束；旋压成形的轮辋前片进行机械再加工，车削底面和端面，即可得到轮辋前片。
6.根据权利要求4所述的三片复合式旋压轮毂的制造方法，其特征在于，所述步骤8)具体包括:在旋压机上安装轮辋后片成形模具，并利用尾顶将坯料固定在所述轮辋后片成形模具上；所述旋压机的主轴驱动所述轮辋后片成形模具、坯料及尾顶同时旋转；所述旋压机的旋轮沿轴向和径向进给，经过若干个道次后，旋压成形结束；旋压成形的轮辋后片进行机械再加工，车削底面和端面，即可得到轮辋后片。
7.根据权利要求4所述的三片复合式旋压轮毂的制造方法，其特征在于，所述步骤0具体包括:所述轮辐中片采用铸造或者锻造制造，其中，所述第一装配面的外径和深度加工至与所述轮辋前片连接圈过盈配合的尺寸；所述第二装配面的外径和深度加工至与所述轮辋后片连接圈过盈配合的尺寸； 所述轮辐中片还设有一中心孔，所述中心孔的直径小于所述第一装配面及所述第二装配面的外径。
8.根据权利要求4所述的三片复合式旋压轮毂的制造方法，其特征在于，所述步骤D)还包括:所述的轮網如片、轮福中片和轮網后片过盈配合固定后，围绕所述轮福中片的中心孔在该三部分结构的接触面上沿圆周方向均匀钻设螺栓孔，然后通过紧固螺栓，将所述轮辋前片、轮辐中片和轮辋后片进一步固定连接，形成一种三片复合式旋压轮毂。
9.根据权利要求4所述的三片复合式旋压轮毂，其特征在于，用于旋压制成所述轮辋前片及所述轮辋后片的圆形板料的厚度为广50毫米。
【文档编号】B60B27/00GK104385847SQ201410511792
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】王锋华, 董杰, 章桢彦, 陈志川 申请人:上海交通大学