CN202427829U - 一种用于轻量化轮辋制造的轮辋旋压模具 - Google Patents

Abstract

一种轻量化轮辋制造用的轮辋旋压模具，包括：安装在旋压设备主轴上的芯轴(3)，安装在芯轴(3)上的推料盘(1)，螺栓联接安装在推料盘(1)上的卸料环(2)，安装在芯轴(3)上用于旋压的旋轮(4)，卷圆后的安装在芯轴(3)上、并靠紧卸料环(2)的轮辋环形坯料(5)，其特征在于，所述旋轮(4)为一轴对称旋转体，旋轮外表面为旋压工作区域，由具有不同锥面角度的二锥面及一顶端旋压圆角构成，所述旋压部位具有不同锥面角度的二锥面在垂直于所述旋轮(4)的轴对称截面的截面上，具有不同的锥面角度。使用本实用新型提出的轮辋旋压模具生产制造轮辋，可使轮辋产品实现轻量化、强度优化、节约生产成本。

Description

一种用于轻量化轮辋制造的轮辋旋压模具

技术领域

本实用新型涉及板料成形技术，具体地，本实用新型涉及一种轮辋旋压模具，所述轮辋旋压模具用于轻量化轮辋的制造。

背景技术

目前，随着汽车用户对燃油经济性要求的提高及对汽车环保要求的更加苛刻，汽车制造厂商对汽车重量相应提出了更高的轻量化要求。

为满足用户要求，汽车制造厂商开始对各个零部件实现轻量化。车轮是汽车行驶的重要部件，为实现车轮的轻量化，钢制车轮行业也开始通过新材料、新结构、新技术等多方面来实现轻量化。其中一种新技术主要为旋压成形技术，即通过旋压技术生产轮辋，达到轻量化目标。

传统轮辋生产工艺包括落料、卷圆、对焊、刮渣、扩口、三道次滚形、扩张等工序。同时，传统轮辋生产工艺生产的轮辋为等厚轮辋，该厚度设计为按最危险区域计算的厚度。然而，在实际工况中，轮辋为受力不均匀部件，受力较小部位不需这么厚材料，因此，存在着轮辋材料的浪费。而通过在该工艺流程中加入旋压工艺，对轮辋实施旋压减薄，将能实现轮辋轻量化。

为此，在车轮旋压技术的应用上，国内专利申请上，日本都美工业株社申请了专利“不等厚轮辋及其制造工艺”(申请号为：200380109334.2，公开号为：CN 1744997A)，提出了一种不等厚轮辋产品、不等厚轮辋使用的坯料及使用该坯料生产不等厚轮辋的方法。然而，该不等厚轮辋的制造为轧制生产，同时也并没有提到相关不等厚环坯模具信息。

另外，国外，“WF-Method of production a tire rim having different wall thicknesses”专利提出了一种轻量化的、用于充气轮胎轮辋、完全使用旋压工艺成形的工艺方法，但该工艺方法为对轮辋环形坯料直接进行多次旋压成形为轮辋零件，并非先在环形坯料上局部强旋减薄再滚形生产。

又，美国专利-“US4170888A”提到了一种旋压深槽车轮轮辋的专用设备及模具，根据该专利文献所述，在旋压成形槽底时模具及设备能有相应运动使成形效果良好。同样，美国专利-“US4936129”、“US5092040”提到一种将轮辐外周劈开成形为轮辋旋压成形方法，美国专利-“US2005097749”提到一种铝轮的生产工艺，先预成形，然后经过多次旋压成形为零件的方式。德国专利-“DE68912874D”、“DE68912874T”、日本专利-“JP01078647A”等虽然都提到轮辋的旋压生产，但都为在有预成形或无预成形的板坯上直接旋压生产轮辋或旋压轮辋局部形状。

以上专利涉及的都是使用旋压工艺直接生产轮辋或旋压轮辋局部形状的方法，这些工艺或者模具完全摈弃了传统的滚形生产工艺及设备，需完全转换为一种全新的轮辋生产工艺，从而，导致上述专利技术在技术投入、设备投入都较大。

而在传统滚形生产工艺前增加旋压工艺，对轮辋环形坯料强旋成形实施局部减薄后，再进行滚形生产的模具或工艺并没有在这些专利中得到体现。

实用新型内容

为克服上述问题，本实用新型专利的目的在于：提出一种轻量化轮辋制造用的轮辋旋压模具，轻量化轮辋制造用的轮辋旋压模具应用于轮辋生产过程中，对轮辋卷圆工艺后的环形坯料进行旋压减薄，使轮辋坯料按照强度需求而具有不同的厚度，从而使轮辋达到轻量化效果。从而，根据本实用新型，可在传统滚形生产工艺前增加旋压工艺，对轮辋环形坯料强旋成形实施局部减薄后，再进行滚形生产。

本实用新型的技术方案如下：

一种轻量化轮辋制造用的轮辋旋压模具，用在对卷圆对焊后的环形坯料进行旋压成形，使环形坯料局部适当减薄，并使旋压完成后的坯料宽度达由窄变宽，包括：安装在旋压设备主轴上的芯轴3，安装在芯轴3上的推料盘1，螺栓联接安装在推料盘1上的卸料环2，安装在芯轴3上用于旋压的旋轮4，卷圆后的安装在芯轴3上，并靠紧卸料环2的轮辋环形坯料5，其特征在于，

所述旋轮4为一轴对称旋转体，旋轮径向外表面为旋压工作区域，由具有不同锥面角度的二锥面及一顶端旋压圆角构成，所述旋压部位在垂直于所述旋轮4的轴对称截面的截面上，具有不同的锥面角度。

根据本实用新型的一种轻量化轮辋制造用的轮辋旋压模具，其特征在于，

所述旋压部位的二锥面角度分别为α＝19～21度及β＝12～14度。

根据本实用新型的一种轻量化轮辋制造用的轮辋旋压模具，其特征在于，

所述旋轮的顶端旋压圆角R为1～6mm。

根据本实用新型的一种轻量化轮辋制造用的轮辋旋压模具，其特征在于，上述轮辋环形坯料5为等厚轮辋环形坯料。

根据本实用新型的一种轻量化轮辋制造用的轮辋旋压模具，其特征在于，所述推料盘1为一空心的环形结构。

根据本实用新型的一种轻量化轮辋制造用的轮辋旋压模具，其特征在于，所述卸料环2为一空心环形薄壁结构。

经本实用新型的轻量化轮辋制造用的轮辋旋压模具旋压减薄后的环坯再经后续扩口、滚形等工序，完成轮辋生产，最终成形为轻量化轮辋。

根据本实用新型的一种轻量化轮辋制造用的轮辋旋压模具，所述旋轮的结构为一轴对称旋转体，旋轮旋压工作区域为外表面，由两个锥面及一旋压圆角构成，两锥面具有不同的锥面角度，如前所述α＝19～21度及β＝12-14度，旋压圆角大小如前所述，为1～6mm，旋轮主要作用为旋轮通过进给与高速旋转的坯料接触，并使坯料发生塑性或形状变形，通过旋轮的进给路径变化来达到期望的塑性或形状变形。旋轮中心为安装定位孔，为与旋压机旋轮安装支架安装定位作用。

根据本实用新型的一种轻量化轮辋制造用的轮辋旋压模具，所述推料盘1为一空心的环形结构，其作用为配合卸料环状取件时将旋压零件取出，即旋压完成后，推料盘在旋压机推杆的作用下通过卸料环将旋压零件推出主轴。采用环形结构可使卸料力均匀的作用于卸料环上。其轴线和坯料轴线保持良好同轴度，卸料时可防止零件偏转。

根据本实用新型的一种轻量化轮辋制造用的轮辋旋压模具，所述卸料环2为一空心环形薄壁结构，其作用为主旋压机推杆及推料盘1的作用下，将旋压零件推出主轴，实现卸料功能。

将本实用新型的旋压模具安装在旋压设备上，旋压减薄过程按如下动作实现：

启动旋压设备，设备主轴开始旋转，并带动芯轴3及安装在其上的推料盘1、卸料环2、环形坯料5转动，旋轮4通过轴向及径向两方向同时进给，靠近环形坯料5并实现对坯料局部区域强力旋压，达到局部减薄，使环形坯料实现轻量化。旋压完成后，旋轮4退回原位，旋压设备主轴停止转动，取出旋压完成后的轻量化环形坯料。下图1为等厚环坯及轻量化环坯形状对比示意图。

附图说明

图1A，B分别为等厚环坯及采用旋压模具生产后的轻量化环坯的示意图。

图2为本实用新型旋轮旋压部位示意图。

图3为本实用新型旋压模具结构示意图。

图4为旋轮示意图。

图5为本实用新型推料盘示意图。

图6A，B分别为卸料环示意图和侧视图。

图7A，B分别为芯轴示意图和侧视图。

具体实施方式

下面以实施例，结合附图对本发明的应用例作进一步说明。

实施例

本实用新型特点：(1)模具结构简单，安装方便，可快速、方便地更换不同尺寸芯轴，适应不同规格的轮辋；(2)为一种轻量化轮辋制造用的轮辋旋压模具，通过本实用新型模具旋压成形后，最终成形的轮辋可实现轻量化；(3)旋轮旋压部位为适合材料流动及达到较好的旋压表面粗糙度，需特定的尺寸配合，如下图所示，旋压部位两侧斜边角度分别α＝20度及β＝13度，旋轮旋压圆角R为4mm。

本实用新型为一种用于轻量化轮辋制造用的轮辋旋压模具，包括：推料盘1，卸料环2，芯轴3，旋轮4，卷圆后的等厚轮辋环形坯料5。

具体地，用某15寸轮辋原重6.0kg，采用本实用新型提出的轻量化轮辋旋压模具旋压。旋压减薄后轻量化轮辋坯料如图1所示，仅重5.25kg，减重达13％，顺利实现轻量化。

旋压模具安装在旋压设备上，模具联接关系为：芯轴3安装在旋压设备主轴上；用螺栓联接将卸料环2安装在推料盘1上，将联接好的推料盘与卸料环安装在芯轴上3上，与芯轴3用螺栓联接，同时使用定位销防止相互转动；将等厚环形坯料5安装在芯轴3上，并靠紧卸料环2。

经旋压模具旋压减薄后获得局部减薄的环形坯料，其厚度分布可根据产品强度需求，在不同区域分布不同厚度，在此实施例中，旋压模具旋压完成后厚度分布如下图所示。在旋压局部减薄的同时，坯料宽度由窄变成正常生产坯料的宽度。该旋压减薄坯料再经后续成形工序成形。

按本实用新型模具旋压生产的轻量化轮辋与原轮辐进行焊装，经测试，该车轮产品疲劳性能达到原产品性能要求范围。

通过采用本实用新型提出的轮辋旋压模具生产制造轮辋，可使轮辋产品实现轻量化，同时可实现轮辋产品强度优化，节约生产成本。如果结合车轮用高强钢，可进一步实现轻量化，将能达到更加显著的轻量化效果。

Claims (6)

1.一种轻量化轮辋制造用的轮辋旋压模具，用在对卷圆对焊后的环形坯料进行旋压成形，使环形坯料局部适当减薄，并使旋压完成后的坯料宽度由窄变宽，包括：安装在旋压设备主轴上的芯轴(3)，安装在芯轴(3)上的推料盘(1)，螺栓联接安装在推料盘(1)上的卸料环(2)，安装在芯轴(3)上用于旋压的旋轮(4)，卷圆后的安装在芯轴(3)上、并靠紧卸料环(2)的轮辋环形坯料(5)，其特征在于，

所述旋轮(4)为一轴对称旋转体，旋轮径向外表面为旋压工作区域，由具有不同锥面角度的二锥面及一顶端旋压圆角构成，所述旋压部位在垂直于所述旋轮(4)的轴对称截面的径向截面上，具有不同的锥面角度。

2.如权利要求1所述的一种轻量化轮辋制造用的轮辋旋压模具，其特征在于，所述旋压部位的二锥面角度分别为α＝19～21度及β＝12～14度。

3.如权利要求1所述的一种轻量化轮辋制造用的轮辋旋压模具，其特征在于，

所述旋轮的顶端旋压圆角R为1～6mm。

4.如权利要求1所述的一种轻量化轮辋制造用的轮辋旋压模具，其特征在于，上述轮辋环形坯料(5)为等厚轮辋环形坯料。

5.如权利要求1所述的一种轻量化轮辋制造用的轮辋旋压模具，其特征在于，所述推料盘(1)为一空心的环形结构。

6.如权利要求1所述的一种轻量化轮辋制造用的轮辋旋压模具，其特征在于，所述卸料环(2)为一空心环形薄壁结构。 

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