專利名稱：一種車輪輾壓成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于車輪加工領(lǐng)域，尤其涉及一種車輪輾壓成型方法。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外卡車車輪輪輻(DISC)傳統(tǒng)的成型普遍采用CNC(數(shù)控)旋壓成型方 式，將輪輻(DISC)等厚度材料旋壓成由厚逐漸減薄的等強度截面。其工藝過程如

圖1所 示a.下圓料、沖旋壓定位孔。b.在錐形圓柱型靠模上，采用旋壓輪CNC控制輪輻(DISC)坯料旋壓成型，達到由 厚逐步變薄形成等強度截面的要求。c.在專用立式車床上加工旋成型的輪輻(DISC)外圓和端面，保證外徑的公差和 輪輻的統(tǒng)一高度(旋壓方式達不到尺寸精度)。d.沖裁中心孔和螺孔。e.沖裁手孔(風(fēng)孔)后擠壓手孔(風(fēng)孔)。f.鉸制螺孔球面(或擠壓螺孔球面)。g.車削中心孔(或擠壓中心孔)h.整形平面和統(tǒng)一幾何形狀(解決單個風(fēng)孔沖壓不規(guī)則變形而產(chǎn)生的不圓度。因為旋壓靠模2為圓柱形，采用的是開放式成型方式，無變形尺寸限制，因而不能 產(chǎn)生嚴格的擠壓效果，如圖3、圖4所示。而且，旋壓成型方式受控限制小，材質(zhì)不均勻造成 旋壓輪1在運動時隨阻抗變化而變化，硬的部分變形小，軟的部分變形大，造成軸向和圓周 方向高低微觀不平，從而影響不平衡量，另一方面由于車削外圓也會產(chǎn)生車削偏心而增加 不平衡量，成型后產(chǎn)品外圓精度達不到合成配合尺寸精度，還留有旋壓環(huán)，必須采用立式車 床加工外圓，而且成型高度也因材質(zhì)不均勻產(chǎn)生高低，也要車削端面。為了提高旋壓效率只 有增加立車的數(shù)量和人員數(shù)量，卻增加生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種車輪輾壓成型方法，用來提高車輪成型的精度、強度和 速度。本發(fā)明的技術(shù)原理如下本發(fā)明的車輪碾壓成型方法在輾壓成型過程中，由于材 料受壓面積大，受力大，輾壓靠模成型外徑有限制作用而產(chǎn)生變形阻力，促使材料受到擠 壓，而產(chǎn)生材料的精確變形。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種車輪輾壓成型方法，包括以下步驟1)下圓料、沖輾壓中心孔；2)將圓料利用中心孔定位，用輾壓輪在靠模腔內(nèi)將圓料輾壓成由中間向邊部逐步 變薄的車輪輻板坯料；3)切邊、定徑；
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4)壓邊圈保壓拉伸成型，成型后的車輪滿足截面形狀的要求以及外徑和高度的尺 寸要求；5)加工中心孔、螺孔、手孔、螺孔球面。優(yōu)選地，所述步驟2)中靠模腔的截面是等強度的。優(yōu)選地，所述步驟2)中輾壓過程控制速度，實現(xiàn)均衡輾壓圓料平面。優(yōu)選地，所述步驟2)中采用2-3個輾壓輪進行輾壓，輾壓輪沿圓周對稱均衡布置， 同步運動，達到徑向力平衡。優(yōu)選地，所述步驟2)中輾壓輪做平面精確運動，保證材料減薄均勻。在輾壓過程中要控制輾壓力，使材料在輾壓成型時，受力大，在靠模內(nèi)變成擠壓成 型，是材料產(chǎn)生屈服變形，但輾壓力也不能過大，使工件受損。優(yōu)選地，所述步驟3)中以沖裁方式切邊、定徑。優(yōu)選地，所述步驟4)中以保壓方式拉伸成形，控制外徑精確尺寸，提高生產(chǎn)效率。平面輾壓成形加工，屬于少無切削加工，工件可以在不同圓形平面；斜面；波紋 面；波浪面；任何靠模形面內(nèi)通過輾擠的方式成形，使工件結(jié)構(gòu)更緊密，強度更高，重量更 輕，材料消耗更低，與熱模鍛相比要節(jié)能80%以上。效率要提高幾倍。本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和積極效 果1)本發(fā)明的受力大，而且不同于旋壓靠模采用的是開放式成型方式，輾壓靠模成 型外徑有限制作用而產(chǎn)生變形阻力，促使材料受到擠壓，因此材料的變形精確。2)使用本發(fā)明，可以使同一種材料生產(chǎn)的產(chǎn)品，經(jīng)輪輻臺架彎曲疲勞試驗壽命可 提高30%，即380材料(380為材料抗拉強度)輾壓產(chǎn)品可達到420材料(420為材料抗拉 強度)旋壓產(chǎn)品的彎曲疲勞壽命。3)本發(fā)明的碾壓成型方式受限制范圍大，屬于強制成型，可以精確成型各種逐步 變形的幾何截面，成型后軸向和圓周方向的質(zhì)量均衡、動平衡精度高。4)使用本發(fā)明，只需要沖壓、修邊和成型就能通過模具保證外圓和端面高的精度， 而沖壓的生產(chǎn)速度和效率遠大于車削的速度和效率，生產(chǎn)效率提高。
以下結(jié)合附圖和具體實施例來對本發(fā)明作進一步說明。圖1為輪輻(DISC)旋壓工藝過程示意。圖2為輪輻(DISC)輾壓新工藝過程示意圖。圖3為旋壓運動狀態(tài)示意圖。圖4為圖3A向視圖(旋壓運動狀態(tài))。圖5為輾壓運動狀態(tài)示意圖。圖6為圖5A向視圖(輾壓運動狀態(tài))。附圖標記1-旋壓輪 2-旋壓靠模(圓柱形)3-圓料4-輾壓靠模腔(平板)5-輾壓 輪。
具體實施例方式以下為輾壓成型實施步驟，如圖2所示步驟1 下圓料、沖輾壓中心孔；步驟2 將圓料利用中心孔定位，輾壓輪在圓料平面上運動輾壓角與輾入角度不 變，如圖5、圖6所示，輾壓輪5的數(shù)量是3個，也可以是2個，均衡布置于工件加工平面上 方，用輾壓輪5在輾壓靠模腔4內(nèi)將圓料3輾壓成由中間向邊部逐步變薄的車輪輻板坯料， 所述靠模腔4可以加工成工件需要成型的各種形狀，以適應(yīng)不同的加工需求，而輾壓輪5在 工作時是沿直線行走，通過控制靠模腔4的尺寸精度可以實現(xiàn)很高的加工精度；步驟3:切邊、定徑；步驟4:壓邊圈保壓拉伸成型，成型后的車輪滿足截面形狀的要求以及外徑和高 度的尺寸要求，一致性好；輾壓成型后，圓周方向的質(zhì)量均衡、動平衡精度高，無需再在立式車床上加工外 圓，只要進行以下步驟就能通過模具保證外圓的端面的精度。步驟5 沖裁中心孔和螺孔；步驟6 沖裁手孔后擠壓手孔；步驟7 鉸制螺孔球面；步驟8:車削中心孔。使用本發(fā)明，因為與旋壓方式的成型力不一樣，材料的變形方式不一樣，造成二種 成型方式的結(jié)果也不一樣。旋壓的變形力小于輾壓的變形力，因而造成旋壓輪輻在成型時 材料受到拉伸變形，而輾壓成型時由于材料受壓面積大，受力大，在靠模內(nèi)變成擠壓成型， 使材料產(chǎn)生屈服變形。而產(chǎn)生變形力大小不同的原因是二種成型方式的成型角度不同所造 成的，同時參見圖3-圖6，輾壓角α 小于旋壓角α +α 2，角度越小受力越大；輾壓輪的輾 入角α 3小于旋壓輪的旋入角α 3+α 4，咬入角度越小擠壓力越大，因此本發(fā)明輾壓力大， 輾壓靠模成型外徑有限制作用而產(chǎn)生變形阻力，促使材料受到擠壓，因此材料的變形精確。采用380材料通過上述方法加工成型的車輪，在車輪彎曲疲勞試驗中，能達到150 萬次以上才產(chǎn)生破壞(產(chǎn)生裂紋)，120萬次時均完好無損。而采用380材料的車輪旋壓幅 板(DISC)彎曲疲勞試驗一般都在100萬次破壞。而且，本發(fā)明可以提高輪輻臺架彎曲疲勞試驗壽命，較少立車的數(shù)量和人員數(shù)量， 降低了成產(chǎn)成本，因而具備良好的推廣及應(yīng)用前景。要注意的是，以上列舉的僅為本發(fā)明的具體實施例，顯然本發(fā)明不限于以上實施 例，隨之有著許多的類似變化。本領(lǐng)域的技術(shù)人員如果從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián) 想到的所有變形，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
一種車輪輾壓成型方法，其特征在于包括以下步驟1)下圓料、沖輾壓中心孔；2)將圓料利用中心孔定位，用輾壓輪在靠模腔內(nèi)將圓料輾壓成由中間向邊部逐步變薄的車輪輻板坯料；3)切邊、定徑；4)壓邊圈保壓拉伸成型，成型后的車輪滿足截面形狀的要求以及外徑和高度的尺寸要求；5)加工中心孔、螺孔、手孔、螺孔球面。
2.如權(quán)利要求1所述的車輪輾壓成型方法，其特征在于所述步驟2)中靠模腔的截面 是等強度的。
3.如權(quán)利要求1所述的車輪輾壓成型方法，其特征在于所述步驟2)中輾壓過程控制 速度，實現(xiàn)均衡輾壓圓料平面。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的車輪輾壓成型方法，其特征在于所述步驟2)中采用 2-3個輾壓輪進行輾壓，輾壓輪沿圓周對稱均衡布置，同步運動，達到徑向力平衡。
5.如權(quán)利要求4所述的車輪輾壓成型方法，其特征在于所述步驟2)中輾壓輪做平面 精確運動。
6.如權(quán)利要求1或5所述的車輪輾壓成型方法，其特征在于所述步驟3)中以沖裁方 式切邊、定徑。
7.如權(quán)利要求1或5所述的車輪輾壓成型方法，其特征在于所述步驟4)中以保壓方 式拉伸成形，控制外徑精確尺寸。
全文摘要
本發(fā)明提供一種車輪輾壓成型方法，通過(1)下圓料、沖輾壓中心孔；(2)將圓料利用中心孔定位，用輾壓輪在靠模腔內(nèi)將圓料輾壓成由中間向邊部逐步變薄的車輪輻板坯料；(3)切邊、定徑；(4)壓邊圈保壓拉伸成型，成型后的車輪滿足截面形狀的要求以及外徑和高度的尺寸要求；(5)加工中心孔、螺孔、手孔、螺孔球面、中心孔，實現(xiàn)車輪輾壓成型。通過本發(fā)明可以精確成型各種逐步變形的幾何截面，成型后軸向和圓周方向的質(zhì)量均衡、動平衡精度高，使材料產(chǎn)生精確的形變，不僅可以提高生產(chǎn)效率，而且還降低了生產(chǎn)成本，因此具備良好的應(yīng)用及推廣前景。
文檔編號B21K1/38GK101966555SQ200910055459
公開日2011年2月9日 申請日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月28日
發(fā)明者張興元 申請人:上海興浦旋壓車輪有限公司