[发明专利]一种车轮轻量化加工工装及方法

说明书

技术领域

本发明涉及车轮减重和轻量化制造的技术领域，具体地说是一种车轮轻量化加工的工装及轻量化加工的方法。

背景技术

在满足安全性能的前提下，车轮逐渐向轻量化发展，车轮重量减轻，不仅有利于减小汽车阻力和油耗，而且改善车轮转动和制动性能。对于车轮制造企业，车轮重量减轻，可将铝屑回收利用，降低制造成本，所以，车轮轻量化制造是一项重要技术。在车轮机加工过程中，最小实体制造是实现车轮轻量化生产的有效途径，即将车轮尺寸按照最小实体控制。车轮轮辋壁厚和轮辐厚度是影响车轮重量的关键部位，所以，要想实现轻量化加工，必须将轮辋厚度和轮辐厚度进行最小实体控制。

发明内容

本发明的目的是要提供一种车轮轻量化加工工装及轻量化加工的方法，将测量反馈系统集成于制造过程中，使正面不加工的车轮在一序车削过程中实现轮辋壁厚、轮辐厚度最小实体控制，从而实现车轮轻量化加工。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种车轮轻量化加工工装，由旋转夹盘、电动缸、导轨、滑块、直线电机Ⅰ、径向定位块、压电传感器Ⅰ、超声波测厚传感器Ⅰ、轴向定位块、转角缸压爪、立车一刀塔、内轮辋车刀、外轮辋车刀、装卡基座、直线电机Ⅱ、压电传感器Ⅱ、超声波测厚传感器Ⅱ、立车二刀塔、中心孔法兰车刀和轮辐背腔车刀组成。

旋转夹盘上均布三个径向定位块，用于车轮一序车削的径向定位，均布三个轴向定位块，用于一序车削的轴向定位，均布三个转角缸压爪，用于车轮的压紧。旋转夹盘上左右对称分布两个凹槽，左凹槽中固定安装电动缸和导轨，滑块安装在导轨上，电动缸输出端连接滑块，直线电机Ⅰ固定安装在滑块上，直线电机Ⅰ输出端安装超声波测厚传感器Ⅰ，压电传感器Ⅰ集成于超声波测厚传感器Ⅰ内部。电动缸驱动滑块沿着导轨运动时，可以调节超声波测厚传感器Ⅰ与车轮轮辐接触的位置，便于检测不同位置的轮辐厚度。

立车一刀塔上安装有内轮辋车刀和外轮辋车刀，用于车削车轮内轮辋和外轮辋。立车二刀塔上安装有中心孔法兰车刀，用于车削车轮中心孔和法兰面，轮辐背腔车刀，用于车削轮辐背腔。装卡基座安装在立车一刀塔上，直线电机Ⅱ安装在装卡基座上，直线电机Ⅱ输出端安装超声波测厚传感器Ⅱ，压电传感器Ⅱ集成于超声波测厚传感器Ⅱ内部。通过刀塔的运动，可以使超声波测厚传感器Ⅱ接触到车轮外轮辋，检测轮辋壁厚。

一种车轮轻量化加工方法，包括以下工序。

（1）根据轮辐厚度径向检测位置要求，通过电动缸调节好超声波测厚传感器Ⅰ的径向位置。

（2）将车轮正面朝下，轮辋朝上，装卡到旋转夹盘上，装卡时要求车轮轮辐正对超声波测厚传感器Ⅰ；。

（3）采用车轮尺寸中值编制的加工程序对车轮进行车削，立车一刀塔上的外轮辋车刀车削外轮辋，内轮辋车刀车削内轮辋，立车二刀塔上的中心孔法兰车刀车削中心孔和法兰面，轮辐背腔车刀车削轮辐背腔。

（4）车削完成后，立车一刀塔运动，调节超声波测厚传感器Ⅱ的位置，使其正对车轮外轮辋，接着，直线电机Ⅱ启动，驱动超声波测厚传感器Ⅱ接近车轮外轮辋，当超声波测厚传感器Ⅱ接触到车轮外轮辋时，压电传感器Ⅱ拾取到信号，使直线电机Ⅱ停止运动，此时，超声波测厚传感器Ⅱ开始工作，检测轮辋壁厚；在检测轮辋壁厚的同时，直线电机Ⅰ启动，驱动超声波测厚传感器Ⅰ接近车轮轮辐，当超声波测厚传感器Ⅰ接触到车轮轮辐时，压电传感器Ⅰ拾取到信号，使直线电机Ⅰ停止运动，此时，超声波测厚传感器Ⅰ开始工作，检测轮辐厚度。

（5）计算机将检测到的轮辋壁厚和轮辐厚度值与最小实体值进行比较，将差值作为下一步精确车削的切削深度反馈给车床。

（6）车床收到切削深度指令后，启动内轮辋车刀对车轮内轮辋进行精确车削，启动轮辐背腔车刀对轮辐背腔进行精确车削；精确车削完成后，车轮一序加工完成，轮辋壁厚和轮辐厚度得到了最小实体控制。

（7）最后，将车轮转入二序车床，帽口和剩余的外轮辋车削后，就完成了整个车轮的车削加工。

本发明将测量反馈系统集成于制造过程中，提供了车轮在一序车削时，轮辋壁厚和轮辐厚度最小实体加工的工装和工艺方法，实现了车轮轻量化制造。采用此工装及方法，可以使每一件车轮加工时轮辋厚度和轮辐厚度闭环控制，控制精度高，满足连续化生产的要求。

附图说明

图1是本发明一种车轮轻量化加工工装的主视图。

图2是本发明一种车轮轻量化加工工装的俯视图。