[发明专利]一种钢制轮辐制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及汽车车轮的制造技术，一种钢制轮辐制造工艺。

背景技术

钢制车轮是目前广泛应用于汽车上的车轮，特别是在载重汽车上。钢制车轮一般由轮辋和轮辐两部分组成，分别制造，然后再组合、焊接在一起。其中轮辐的几何结构是由安装平面、过渡曲线段和直线段组成的，安装平面用螺栓与汽车轮毂固定在一起。轮辐的安装平面上加工有中心孔和螺栓孔，直线段与轮辋焊接在一起，过渡曲线段起到连接安装平面和直线段的作用，过渡曲线段上加工有风孔。轮辐的传统制造工艺是用钢板为原料进行制造，其主要工艺步骤是：(A)钢板落料、(B)旋压、(C)冲中心孔/螺栓孔、(D)冲风孔、(E)校平安装平面、(F)车削加工中心孔/安装平面/外圆/端面、(G)压字。虽然经过科学的排样，由于落料圆片形坯料四周的钢板成为废料，落料工序的材料利用率仍然只有77.8％左右，加上预冲中心孔工序产生的废料，材料利用率更低。以8.25×22.5车轮的轮辐为例，下料(用板料落料和预冲中心孔)工序的材料利用率为68.8％，成品的材料利用率仅为42％。每年钢制轮辐的产量达数亿只，有数百万吨的钢材变为废料，浪费了宝贵的资源。提高轮辐制造的材料利用率，节约钢材，降低成本是车轮制造商亟待解决的课题。

发明内容

本发明的目的是提出一种钢制轮辐制造工艺，用这种制造工艺生产轮辐可以大大提高钢材的利用率。

该钢制轮辐制造工艺是用圆筒形坯料代替传统的板料，其工艺步骤包括：将圆筒形坯料在滚形机上滚形成形为轴向对称的、两端直径大、中间凹槽直径小的杯形在制品，将杯形在制品从中间切断成为两只相同的碗形在制品，在旋压机上将碗形在制品的底部旋压成形为平面，使整个工件成为碗形中间制品，将碗形中间制品在压力机上冲出中心孔的工艺孔，在旋压机上将过渡曲线段和直线段旋压成形，冲中心孔/螺栓孔，冲风孔，校平安装平面，车削加工中心孔/安装平面/外圆/端面和压字工序。所用的圆筒形坯料可以直接用钢管截断而成，也可以用钢带经圈圆/焊接工艺备制。

这种钢制轮辐制造工艺用圆筒形坯料代替传统的板料，与传统制造工艺相对比，可以避免落料圆片形坯料四周的钢板成为废料，并可减少预冲中心孔工序产生的废料，材料利用率大大提高。以8.25×22.5车轮的轮辐为例，轮辐厚度为14mm，每只可节约钢材37％，约为15Kg。这种钢制轮辐制造工艺中，在压力机上将中心孔的工艺孔冲出的工序以后诸工序与传统制造工艺的工序相同，可以延用原有的轮辐制造设备和工装。将碗形在制品的底部旋压成形为环形平面的工序所需的设备可利用原有的轮辐旋压机进行改造。杯形在制品和碗形在制品的加工工序可以借用原有的轮辋制造设备，如果设备力量不够可以用热成形加工代替冷成形加工。这样可以大大减少新工艺的生产线投资。有利于推广应用。用本发明的工艺加工轮辐时，如果是用钢带经圈圆/焊接工艺备制的坯料，应避免在焊缝处冲制风孔，以免在使用过程中开裂。

附图说明

图1为钢制无内胎汽车车轮的结构图；

图2为钢制汽车车轮轮辐的结构图；

图3为图2的侧向剖视图；

图4为传统的钢制轮辐制造工艺过程图；

图5为本发明的钢制轮辐制造工艺过程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，无内胎钢制车轮一般由轮辋1和轮辐2两部分组成，分别制造，然后再组合、焊接在一起，3为焊缝。如图2和图3所示，轮辐包括安装平面7、过渡曲线段8和直线段9，在安装平面7上加工有中心孔4和螺栓孔5，在过渡曲线段8上加工有风孔6。如图4所示，轮辐的传统制造工艺步骤是：(A)钢板落料、(B)旋压、(C)冲中心孔/螺栓孔、(D)冲风孔、(E)校平安装平面、(F)车削加工中心孔/安装平面/外圆/端面、(G)压字。

如图5所示，本发明的轮辐制造工艺是用圆筒形坯料代替传统的板料，其工艺步骤包括以下工序：(a)圆筒形坯料备制；(b)将圆筒形坯料在滚形机上滚形成形为轴向对称的、两端直径大、中间凹槽直径小的杯形在制品；(c)将杯形在制品从中间切断成为两只相同的碗形在制品；(d)在旋压机上将碗形在制品的底部旋压成形为环形的平面，整个工件成为一个碗形中间制品；(e)在压力机上将中心孔的工艺孔冲出；(f)在旋压机上将过渡曲线段和直线段旋压成形；(g)冲中心孔/螺栓孔；(h)冲风孔；(i)校平安装平面；(j)车削加工中心孔/安装平面/外圆/端面；(k)压字。

下面结合图5对各道工序加以详述：