[发明专利]一种变截面钢制车轮轮辋的成形工艺

说明书

一、技术领域

本发明属于汽车车轮设计与制造领域，特别是涉及一种变截面钢制车轮轮辋的成形工艺。

二、背景技术

近年来，世界各大主要汽车公司从争夺汽车市场的战略考虑，在注意外形美观的同时，致力于提高汽车的经济性，降低燃油消耗，缓和能源需求的紧张状况，减轻环境污染，降低综合费用，这是现代世界汽车工业的发展趋势。在各种降低油耗的措施中，实现汽车轻量化，即减轻汽车的自重作为首选措施。影响汽车燃油经济性的因素很多，如提高发动机和传动系统的效率，降低滚动阻力、空气阻力等，但最重要的是汽车的轻量化。实验证明，汽车重量每下降100kg，百公里油耗则可降低0.2-0.4L，若汽车车轮重量每只减少1kg，每车5只，则百公里油耗可降低10-20ml。因此，车轮轻量化带来节材效益的同时，其节能效益同样巨大。同其他材料的车轮相比，钢制车轮制造技术相对成熟、材料成本低，目前仍占据车轮市场的绝大部分，缺点是车辆重量相对较重。车轮一般由轮辋和轮辐两部分构成，按照等强度原则设计轮辐和轮辋的截面形状，在受力较小部位减薄其截面厚度，这样可以达到满足车轮强度的基础上，减轻车轮重量。受成形设备及工艺的限制，目前的报道中未见变截面钢制车轮轮辋的设计与制造技术，仅有等强度轮辐的变薄旋压技术介绍，国内未见等强度钢制车轮轮辋的设计与制造技术介绍，而以等厚度轮辋的滚压成形为主，国外有采用在滚压工艺之前的加旋压，在原本厚度均匀的钢圈上旋压出几道较薄的槽，采用这样的工艺，在后续滚压阶段会加重旋压减薄处的厚度，容易因难于控制圆角处过度减薄而造成废品。

三、发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足和缺陷，提供一种工艺简单、操作方便、易于控制的变截面车轮轮辋的成形工艺。

本发明的具体技术方案如下：

一种变截面钢制车轮轮辋的成形工艺，采取下料-卷圆-闪光对焊-焊渣清理-多道滚形-变薄旋压-精整-冲气门孔工艺制成。采用上述“先滚后旋”工艺，滚形时出现的局部减薄区域，在之后的旋压过程中，一方面多余材料随着旋压滚轮的移动而移动，从体积上补偿部分过度减薄，另一方面，减薄区材料又发生塑性变形，组织得到进一步优化，性能得到改善。由于滚形时轮辋底部和侧壁连接处半径曲率小，所以此处会发生较大变薄，后续强力旋压时，易引起变薄加剧甚至出现裂纹，因此滚形时，在轮辋底部放置变形金属，从而使连接处的曲率半径增长，此时的滚形引起的局部减薄很轻微，参与变形的轮辋底部变形金属靠旋压发生缩口变形，达到设计形状。

本发明的有益效果是：采取上述“先滚后旋”工艺，充分利用了材料的塑性变形特性，使轮辋的抗弯曲疲劳强度、径向疲劳强度和抗冲击性能增加，工艺简单、操作方便、易于控制，同时还可以使轮辋重量减轻10-18％，节省原材料。

四、具体实施方式

实施例1：压制子午线无内胎22.5×8.25型钢制车轮轮辋

按照子午线无内胎22.5×8.25型车轮轮辋的尺寸下料，进行卷圆、闪光对焊、焊渣清理、多道滚形、变薄旋压、精整、冲气门孔工艺及装配成形后得到成品。

实施例2：压制子午线无内胎22.5×11.75型钢制车轮轮辋

按照子午线无内胎22.5×11.75型车轮轮辋的尺寸下料，进行卷圆、闪光对焊、焊渣清理、多道滚形、变薄旋压、精整、冲气门孔工艺及装配成形后得到成品。