[发明专利]用于生产轮盘的方法

说明书

技术领域

本发明涉及车轮，更具体地涉及一种用于生产适合于在这种车轮中使用的轮盘的改进方法以及一种形成车轮组件的方法。

发明背景

一种传统的制造好的车轮包括具有内盘和外轮辋的由两部分组成的构造，盘包括内轮安装部和外环形部，轮安装部限定了内侧安装面并且包括中心导向部或轮毂孔和多个突耳，所述突耳接收穿过其中形成的孔以将车轮安装到车辆的车轴。轮辋由钢、铝或其他合金制造，并且包括内侧胎边座保持凸缘、内侧胎边座、轴向延伸的腔、外侧胎边座和外侧胎边座保持凸缘。盘的外环形部典型地通过焊接固定到轮辋的内径向表面。

用于盘的一些优选材料是钢和其他合金，其能由扁坯冷加工成所需的最终形状的盘。利用几级模冲压和冲孔，能经济地生产足够尺寸精度和强度的轮盘。在1996年10月29日授予Daudi的美国专利5568745中示出了用多级的高速递压设备制造轮盘的先进的模冲压的例子，其全部在此并入作为参考。

除了对轮盘与轮辋的强度和形状的严格要求之外，轮盘的有吸引力的式样也是所需的。在典型的轮盘中形成窗部以便通过在每对相邻的窗部之间形成单个轮辐赋予车轮有轮辐的外观。窗部还用来使冷空气能流向安装在车轮内侧的制动单元。

为了进一步改进冲压的轮盘的式样，可以在将轮盘装配到轮辋之后，将各种形状的覆层和保护层应用于轮盘的外侧。覆层形状可以与轮盘的形状相符或它可以提供非常不同的外观。与实际的式样无关，优选地要在安装覆层之后留下足够的“看穿”面积以允许足够的气流冷却车轮和制动器。

车轮式样的最近趋势使得需要提供很大的窗部以使得窗部之间的单一轮辐尽可能地小。当使用覆层时，轮盘中很大的窗部尺寸在式样和覆层上提供了较大的灵活性以使得覆层窗部能位于更随意的位置中。

用由扁坯生产冲压的轮盘的传统技术，不可能获得较大的窗部尺寸。在制造过程中，典型地在将窗部冲出之前使坯料弯曲以形成外带圈，因为如果首先冲出窗部，则它们将在弯曲的过程中变形到不能接受的程度。在窗部尺寸较大的情况下，冲孔操作变得愈加困难，因为需要在它们被冲出时提供容纳锻屑的空间。

为了获得较大的窗部尺寸，采用了其他成形方法，例如铝的铸造。然而，这些其他方法和材料不能较好地适合于低成本的批量生产。因而，希望在冲压的轮盘的情况下获得增大的窗部尺寸。

与本申请同时申请的标题为“用于具有很大的窗部的轮子的盘成形方法”的共同待决的美国申请(Attorney Docket1-27067)教导了一种改进的盘成形方法，即使在冲出较大的窗部之后将外带圈弯曲，该盘成形方法也在保持盘强度和避免变形的同时实现了增大的窗部尺寸。中间的凸轮系统操作在用摩擦模实现的最终成形之前执行了预成形，以使得可以在不引入使盘变弱或使窗部形状变形的应力的情况下形成盘。

与外带圈的预成形和最终成形相关的潜在问题是非计划中的起伏。由于大窗部的存在，可能产生外带圈径向长度的周期性变化。非计划中的长度变化能产生最终外带圈中的起伏，其沿与车轮轴线平行和/或与车轮轴线垂直的方向延伸。当将形成的轮盘置于轮辋内以进行焊接时，与车轮轴线平行的任何起伏都会引起焊缝呈波状，使得执行焊接操作更加困难。与车轮轴线垂直的起伏导致轮盘和轮辋沿着焊缝的不连续接触，妨碍了坚固的焊接缝的形成。因而，希望减少起伏。

典型地用一连串压力机工位执行形成轮盘的模冲压操作，其中在工位之间传送被部分完成的零件。除了多个工位之外，能设立每个工位执行一个以上的相容金属成形操作，例如在零件的另一个区域中穿出孔的同时将零件的一些部分弯曲。为了用最少的设备和工厂车间面积最经济地生产一零件，希望使用需要最少数量的工位的制造方法。就工具的原始成本和在工具的使用寿命期间的维护而言，生产成本还取决于由每组冲模执行的成形操作的复杂性。因而，还希望发现一种操作顺序以在不增加所需工位数量的情况下用较不复杂的步骤形成所需的轮盘。

发明内容

本发明提供了一种改进的轮盘成形方法，其实现了增大的窗部尺寸。该方法减少了起伏，同时避免了复杂的穿孔操作并减少了压力机工位的数量。