一种钢圈轮毂、其加工模具及其制造方法与流程

1.本公开涉及汽车配件加工领域，尤其涉及一种钢圈轮毂、其加工模具及其制造方法。


背景技术：

2.目前重型卡车钢圈轮毂制造技术主要有铸造、锻造和钣件滚压后两件焊接，铸造则是用铁水倒入模型中冷却成型，由于工艺限制，内部容易产生气孔，其组织密度不够密而影响轮毂强度。锻造成本较高昂，而钣件组合焊接由于焊接缝隙要求较高，出焊接工艺要求很高，相对成本也会高。对于重型卡车来说，对轮毂的强度和性能都有较高的要求。


技术实现要素：

3.(一)要解决的技术问题
4.本公开提供了一种钢圈轮毂、其加工模具及其制造方法，以至少部分解决以上所提出的技术问题。
5.(二)技术方案
6.根据本公开的一个方面，提供了一种钢圈轮毂的制造方法，包括：
7.根据成型后钢圈轮毂所需的大小，确定所述钢圈轮毂展开的平面钣件形状及尺寸，采用整体钣件材料进行冷切，得到平面钣件；
8.将所述平面钣件加热到800℃～900℃或者将所述平面钣件表面进行皂化处理后，放入拉伸模具中进行拉伸成型，得到预成的毛坯；
9.将预成的毛坯套入滚压成型模具中，对毛坯进行反复的滚压得到滚压成型的毛坯；
10.将滚压成型的毛坯进行热处理，包括进行淬火及回火处理；
11.对所述热处理后的毛坯进行去削加工，得到所述钢圈轮毂的半成品，对所述半成品的表面处理及包装按需求加工至成品。
12.根据本公开的实施例，所述放入拉伸模具中进行拉伸成型，得到预成的毛坯包括：
13.所述平面钣件放入所述拉伸模具上部的凹模与下部的凸模之间，并定位于所述凸模上；
14.在凹模在下压过程中，拉伸模具的压紧块先压紧平面钣件，使得平面钣件不发生偏移；
15.所述平面钣件被压紧后，凹模对平面钣件进行反拉伸成型，得到预成的毛坯。
16.根据本公开的实施例，所述将预成的毛坯套入滚压成型模具中，对毛坯进行反复的滚压得到滚压成型的毛坯包括：
17.将所述预成的毛坯放入滚压成型模具的上凸模与下凹模之间，所述上凸模与下凹模相互挤压；
18.在相对挤压过程中，两侧的滚压轮模同时对工件进行滚压，纵向及横向两轴保持
相互挤压的同时，也在滚动挤压，最终将工件滚压成型；
19.成型后两侧滚压轮模退回，上凸模向上打开，保留滚压成型的毛坯在下凹模上。
20.根据本公开的另一个方面，提供了一种钢圈轮毂，所述钢圈轮毂以平面钣件为原料进行加工，采用如前所述的钢圈轮毂的制造方法获得。
21.根据本公开的另一个方面，提供了一种钢圈轮毂的加工模具，所述加工模具包括拉伸模具，所述拉伸模具采用反拉伸结构，包括：
22.凹模，所述凹模包括：
23.凹模本体，所述凹模本体具有开口向下的凹陷部；
24.压紧机构，所述压紧机构设置于所述凹陷部内，用于压紧待加工的平面钣件；以及
25.凸模，所述凸模设置于所述凹模下方，包括：
26.凸模本体，所述凸模本体的形状与所述凹模本体的凹陷部相配合；
27.下模固定板，用于固定所述凸模本体。
28.根据本公开的实施例，所凹模本体还具有压紧机构容置空间，所述压紧机构容置空间与所述凹陷部相连通。
29.根据本公开的实施例，所述压紧机构包括：
30.压紧块，所述压紧块设置于所述凹陷部内，第一端朝向下部的凸模，露出所述凹陷部所处的水平面，第二端设置于所述压紧机构容置空间；以及
31.压紧弹簧，所述压紧弹簧设置于压紧机构容置空间，第一端与所述凹模本体相对固定，第二端与所述压紧块相连。
32.根据本公开的实施例，所述凸模本体上部设置有定位部，用于定位所述平面钣件。
33.根据本公开的实施例，所述定位部为凸起的台阶。
34.根据本公开的实施例，所述加工模具还包括滚压成型模具，所述压成型模具包括：
35.上凸模，所述上凸模包括与轮毂成品件内表面形状配合的凸起；
36.下凹模，所述凹模设置于所述上凸模下方，具有与轮毂成品件外表面形状配合的凹槽；
37.至少两个相同尺寸的滚压轮模，所述两个滚压轮模相对设置于所述毛坯侧面，且沿相反方向挤压待加工毛坯，并能沿所述毛坯侧面滚动，所述滚压轮模侧面与所述毛坯侧面形状相配合，并能向靠近或远离所述毛坯的方向移动。
38.(三)有益效果
39.从上述技术方案可以看出，本公开钢圈轮毂及其制造方法至少具有以下有益效果其中之一：
40.(1)本公开的钢圈轮毂制造方法工艺简单，且稳定通用，生产成本低；
41.(2)本公开生产出的钢圈轮毂比现有的钢圈轮毂强度高，通过拉伸后滚压后毛坯的整体热处理来提高钢圈的强度，由钢圈的整体成型无焊接及热处理保证钢圈轮毂强度高，使用寿命更长；
42.(3)本公开钢圈成型后同心同轴度的精度高，由于本公开是通过整体成型后(无焊接)，再一次性装夹进行机加工的，因而能够保证钢圈外圆及配合轮轴孔位同心度。
附图说明
43.图1为本公开第一实施例钢圈轮毂制造方法的流程图。
44.图2为本公开实施例钢圈轮毂的拉伸模具的结构示意图。
45.图3为本公开实施例钢圈轮毂的滚压成型模具的结构示意图。
46.图4为本公开第二实施例钢圈轮毂制造方法的流程图
47.图5为本公开实施例钢圈轮毂的结构示意图。
48.图6为本公开实施例钢圈轮毂的剖视示意图。
49.【附图中本公开实施例主要元件符号说明】
50.100-拉伸模具；110-凹模；120-凸模；111-上模座；112-凹模本体；113-压紧机构；1131-压紧块；1132-压紧弹簧；120-凸模；121-下模座；122-下模固定板；123-凸模本体；124-圆柱台阶；200-滚压成型模具；210-上凸模；220-下凹模；230-滚压轮模；300-平面板件；400-毛坯。
具体实施方式
51.本公开提供了一种钢圈轮毂、其加工模具及制造方法，所述钢圈轮毂的制造方法包括：根据成型后钢圈轮毂所需的大小，确定所述钢圈轮毂展开的平面钣件形状及尺寸，采用整体钣件材料进行冷切，得到平面钣件；将所述平面钣件加热到800℃～900℃或者将所述平面钣件表面进行皂化处理后，放入拉伸模具中进行拉伸成型，得到预成的毛坯；将预成的毛坯套入滚压成型模具中，对毛坯进行反复的滚压得到滚压成型的毛坯；将滚压成型的毛坯进行热处理，包括进行淬火及回火处理；对所述热处理后的毛坯进行去削加工，得到所述钢圈轮毂的半成品，对所述半成品的表面处理及包装按需求加工至成品。
52.为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
53.本公开某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本公开的各种实施例可以由许多不同形式实现，而不应被解释为限于此处所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本公开满足适用的法律要求。
54.在本公开的第一个示例性实施例中，提供了一种钢圈轮毂的制造方法。本公开的钢圈轮毂的制造方法是一种用整体钣件通过钣件切料、加热拉伸、滚压成型、热处理、机加工钢圈轮毂制造方法。
55.图1为本公开实施例钢圈轮毂制造方法的流程图。如图1所示，本公开钢圈轮毂制造方法包括：
56.s1、钣件切料。
57.根据成型后钢圈轮毂所需的大小，确定所述钢圈轮毂展开的平面钣件形状尺寸，采用整体钣件材料进行冷切，得到切好的平面钣件。
58.s2、加热拉伸。
59.将切好的平面钣件加热到800℃～900℃，再放入拉伸模具中，进行拉伸成型，得到预成的毛坯。图2为本公开实施例钢圈轮毂的拉伸模具的结构示意图。如图2所示，拉伸模具100采用反拉伸结构，包括凹模110和凸模120，其中，凸模120在下，凹模110在上。凸模120上具有一个圆柱台阶124，平面钣件放置于所述圆柱台阶上，凹模110具有与所述圆柱台阶124
形状配合的凹陷，且在所述凹陷部中具有用于压紧平面钣件的压紧机构。
60.具体地，所述凹模110包括上模座111、凹模本体112及压紧机构113。其中，上模座111与凹模本体112相互连接，凹模本体112具有开口向下的凹陷部，所凹模本体112还具有压紧机构容置空间位于上模座111与凹陷部之间。压紧机构113包括压紧块1131和压紧弹簧1132，其中，压紧块设置于所述凹陷部，其一端朝向下部的凸模120，露出所述凹陷部的水平面，另一端设置于所述压紧机构容置空间，与所述压紧弹簧1132连接。压紧弹簧1132设置于压紧机构容置空间，一端抵接于所述上模座，另一端与所述压紧块1131相连。
61.凸模121包括下模座121、下模固定板122和凸模本体123。其中，下模固定板122固定于下模座121，凸模本体123设置于所述下模固定板122。所述凸模本体123与下模固定板122呈台阶状，与所述凹模110的凹陷部形状相配合。
62.平面钣件的钣金料上制作一个通孔圆柱孔，以凸模120的圆柱台阶做为定位基准。示例性的，所述凹模110设置一个圆柱压紧块1131，压紧块1131上预装一个压缩弹簧1132，并且压紧块1131长度高于凹模面，即压紧块1131伸出所述凹模110的凹陷部。在凹模110在下压过程中，压紧块1131能够先压紧工件，使得平面钣件不发生偏移，凹模110下压后圆柱台阶124进入所述凹陷部内压紧平面钣件，压紧后凹模110对平面钣件进行反拉伸成型，得到预成的毛坯。
63.s3、滚压成型。
64.将预成的毛坯套入滚压成型模具中，对毛坯进行反复的滚压得到滚压成型毛坯，通过反复滚压其材料内部分子结构变的更紧密，能有效的提高产品强度。优选地，此时也可以对毛坯进行加热后滚压成型，如此成型的毛坯更能提高材料分子的紧密性，也能减少后续的热处理的变形量。图3为本公开实施例钢圈轮毂的滚压成型模具的结构示意图。如图3所示，滚压成型模具200包括三部分，分别是上凸模210、下凹模220及两个相同尺寸的滚压轮模230。
65.其中上凸模210包括与轮毂成品件内表面形状配合的凸起，所述下凹模220设置于所述上凸模210下方，具有与轮毂成品件外表面形状配合的凹槽。滚压轮模230设置于所述毛坯侧面，且所述滚压轮模230侧面与所述毛坯侧面形状相配合，并能向靠近或远离所述毛坯的方向移动。
66.上凸模210与下凹模220先通过相互的挤压，在相对挤压过程中，两侧的滚压轮模230同时对工件进行滚压，纵向及横向两轴保持相互挤压的同时也在滚动挤压，最终将工件滚压成型。成型后两侧滚压轮模230退回，上凸模210向上打开，保留滚压成型的毛坯在下凹模220上。
67.s4、热处理。
68.把滚压成型的毛坯放入热处理多用炉中进行淬火及回火处理，通过热处理提升钢圈轮毂的整体硬度及强度。通过拉伸后滚压后毛坯的整体热处理来提高钢圈的强度，通过钢圈的整体成型无焊接及热处理保证钢圈轮毂强度高，使用寿命更长。
69.s5、机加工。
70.对所述热处理后的毛坯通过车床或铣床进行去削加工，提高钢圈轮毂的一些重要尺寸的精度及各安装孔位的精度要求。精加工后的半成品后的表面处理及包装按需求加工至成品。
71.本公开的钢圈轮毂制造方法工艺简单，且稳定通用，生产成本低，钢圈成型后同心同轴度的精度高，且生产出的钢圈轮毂比现有的钢圈强度高，使用寿命更长。
72.在本公开第二个示意性实施例中，提供了一种钢圈轮毂的制造方法。本公开的钢圈轮毂的制造方法是一种用整体钣件通过钣件切料、冷拉伸、滚压成型、热处理、机加工钢圈轮毂制造方法。
73.图4为本公开实施例钢圈轮毂制造方法的流程图。如图4所示，本公开钢圈轮毂制造方法包括：
74.s1、钣件切料。
75.根据成型后钢圈轮毂所需的大小，确定所述钢圈轮毂展开的平面钣件形状尺寸，采用整体钣件材料进行冷切，得到切好的平面钣件。
76.s2、冷拉伸。
77.将切好的平面钣件表面进行皂化处理后，放入拉伸模中拉伸成型。其中，拉伸模具与第一实施例的拉伸模具相同。
78.s3、滚压成型。
79.将预成的毛坯套入滚压成型模具中，对毛坯进行反复的滚压得到滚压成型毛坯，通过反复滚压其材料内部分子结构变的更紧密，能有效的提高产品强度。优选地，此时也可以对毛坯进行加热后滚压成型，如此成型的毛坯更能提高材料分子的紧密性，也能减少后续的热处理的变形量。其中，滚压成型模具与第一实施例的滚压成型模具相同。
80.s4、热处理。
81.把滚压成型毛坯放入热处理多用炉中进行淬火及回火处理，通过热处理提升钢圈轮毂的整体硬度及强度。
82.s5、机加工。
83.对所述热处理后的毛坯通过车床或铣床进行去削加工，提高钢圈轮毂的一些重要尺寸的精度及各安装孔位的精度要求。精加工后的半成品后的表面处理及包装按需求加工至成品。
84.在本公开第三个示意性实施例中，提供了一种钢圈轮毂。图5为本公开实施例钢圈轮毂的结构示意图。图6为本公开实施例钢圈轮毂的剖视示意图。所述钢圈轮毂以平面钣件为原材料，采用如第一实施例或第二实施例所述的钢圈轮毂制造方法得到。本实施例的钢圈轮毂相较于现有技术具有以下优点：
85.1、本公开实施例的钢圈轮毂采用钣件作为原材料，钣件钢材在钢厂出厂后已经通过轧制的成品钢，其材料的化学成分及材料密度较好。
86.2、本公开实施例的钢圈轮毂通过热拉伸保证材料内部金属流线不产生断裂，并且可以提高材料内部的密实度。
87.3、本公开实施例的钢圈轮毂通过滚压成型，能够保证钢圈轮毂的整体性，因此无需焊接，保持了钢圈轮毂的整体结构无缺陷。
88.4、目前钢圈轮毂制造工艺没有热处理这项工艺，因为通过焊接后的钢圈是不能再热处理的，会产生裂纹，因此是是不允许的。本公开采用钣件为原材料，可以通过成型毛坯后再进行热处理工艺，由于整体未采用焊接，因而能够进行整体热处理，提高钢圈轮毂的整体硬度及强度。
89.5、通过后序的机加工，进行一步保证钢圈轮毂的精度及气密性。
90.为了达到简要说明的目的，上述实施例1中任何可作相同应用的技术特征叙述皆并于此，无需再重复相同叙述。
91.至此，已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。
92.还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。
93.并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。
94.除非有所知名为相反之意，本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本公开的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的含量、反应条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到「约」的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中
±
10％的变化、在一些实施例中
±
5％的变化、在一些实施例中
±
1％的变化、在一些实施例中
±
0.5％的变化。
95.再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。
96.说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。
97.此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。
98.本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。并且，在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。
99.类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在
上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。
100.以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。