內(nèi)加厚式?jīng)_壓硬化車輪及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輪及其制作方法，尤其涉及一種內(nèi)加厚式?jīng)_壓硬化車輪及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]車輪包括輪輞和輪輻，以輪輻邊緣的外側(cè)面跟輪輞的安裝輪輻面的內(nèi)側(cè)連接，通過焊接的方式將輪輻和輪輞組成一個整體。在輪輞的軸向兩端都設(shè)有輪緣，安裝上輪胎時輪胎的軸向兩端同輪緣抵接在一起；在輪輞中還設(shè)有氣門孔、用于供安裝輪胎時氣門通過。在輪輻的端壁上設(shè)有中心孔和沿中心孔周向分布的螺栓孔，在中國專利號為2009200218307、授權(quán)公開日為2010年2月17日、名稱為“輕量化高強(qiáng)度輪輞”的專利文獻(xiàn)中公開了一種車輪。該專利文件中的車輪包括輪輞和焊接在輪輞上的輪輻，輪輞包括輪緣、胎圈座、凸峰、底槽和與輪輻接觸點(diǎn)，輪輻連接在輪輞的與輪輻接觸點(diǎn)上，輪緣為內(nèi)外表面母線都為弧形。在中國專利號為20081001205361、授權(quán)公開日為2010年2月7日、名稱為“鋁合金板式車輪及其加工方法”的專利文件中開關(guān)了一種車輪的制作方法。
[0003]現(xiàn)有的車輪制作方法存在以下不足:通過鋁合金進(jìn)行制作且通過增加輪輞和輪輻的厚度來提高車輪的強(qiáng)度而使得強(qiáng)度達(dá)到要求，所以會導(dǎo)致車輪的重量較重，而車輪的重量重則會增加汽車的油耗；中心孔和螺栓孔是在輪輞和輪輻焊接好后成型的，導(dǎo)致車輪和輪輞組裝過程的負(fù)載量大、從而增加能耗；輪輞制作時的材料耗用量大；輪輞內(nèi)周面的圓度低；輪輻和輪輞的焊接點(diǎn)的連接強(qiáng)度差；焊接過程中輪輞和輪輻之間容易產(chǎn)生移位；氣門孔開孔時容易產(chǎn)生平移；輪輞上的焊縫處容易產(chǎn)生開裂；輪輞內(nèi)外表面會產(chǎn)生不平整現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在提供一種能夠降低車輪重量、輪輞內(nèi)周面圓度好、以及能夠以省才的方式滿足強(qiáng)度要求的內(nèi)加厚式?jīng)_壓硬化車輪及其制作方法，解決了現(xiàn)有的車輪制作方法所存在的車輪重量重、輪輞內(nèi)周面圓度差、以及材料分配不合理的問題。
[0005]以上技術(shù)問題是通過下列技術(shù)方案解決的:一種內(nèi)加厚式?jīng)_壓硬化車輪制作方法，包括制作輪輞工序、制作輪輻工序和輪輞輪輻連接工序；
所述制作輪輞工序包括以下制作步驟:
Al、成型輪輞圓管:用鋼板制作出周向閉合的閉合圓管。閉合圓管可以通過卷曲為圓形后通過焊接對接口的方式進(jìn)行加工、也可以通過直接沖壓的方式進(jìn)行加工。
[0006]A2、成型輪輞毛坯:將閉合圓管制作成直徑小于輪輞設(shè)計(jì)直徑的輪輞毛坯。
[0007]A3、加熱輪輞毛坯:將輪輞毛坯加熱到制作輪輞毛坯的材料的Ac3溫度以上并加熱到輪輞毛坯微觀組織轉(zhuǎn)化為奧氏體而形成熱輪輞毛坯。
[0008]A4、成型輪輞:將熱輪輞毛坯沿徑向向外擴(kuò)張到直徑達(dá)到輪輞的設(shè)計(jì)直徑后再冷卻而形成輪輞。
[0009]先內(nèi)擴(kuò)制作直經(jīng)偏小的輪輞毛坯而后通過外擴(kuò)的方式形成輪輞，加工過程中無需在輪輞內(nèi)通過模具進(jìn)行定型也能夠使得輪輞內(nèi)周面的圓度符合要求，從而能夠提高加工時的方便性。現(xiàn)有方法通過直接內(nèi)擴(kuò)而形成輪輞，則需要在輪輞內(nèi)增加內(nèi)型模來保證輪輞內(nèi)周的圓度，而由于輪輞沿軸向各處不是等徑的，因此內(nèi)型模只能由多部分拼接而成，這樣不但制造麻煩、而且容易產(chǎn)生拼接誤差而導(dǎo)致輪輞內(nèi)周面圓度差。將輪輞溫度加熱到對應(yīng)鋼材料的Ac3溫度以上進(jìn)行外擴(kuò)，不但擴(kuò)張時省力、能夠提高輪輞表面平整度以及輪輞的尺寸精度，而且冷卻后工件材料完全由奧氏體轉(zhuǎn)化成馬氏體，其硬度達(dá)到HRC52左右，其抗拉強(qiáng)度達(dá)到1300Mpa?1500MPa ;這樣能夠在保證輪輞強(qiáng)度的前提下降低輪輞的厚度也即重量。
[0010]所述制作輪輻工序包括以下制作步驟:
B1、成型帶工藝孔的輪輻基板:通過鋼板加工出圓形片狀結(jié)構(gòu)的輪輻基板，在輪輻基板的中心加工出工藝孔；
B2、在輪輻基板的中心處設(shè)置圓環(huán)形襯板；襯板的材料同輪輻基板材料相同；
B3、加熱輪輻基板:將輪輞基板和襯板加熱到制作輪輻基板的材料的Ac3溫度以上并加熱到輪輻基板和襯板微觀組織轉(zhuǎn)化為奧氏體而形成熱輪輻基板，該加熱過程中襯板和輪輻基板形成一體結(jié)構(gòu)。
[0011]B4、成型輪輻:沿?zé)彷嗇椈宓妮S向進(jìn)行擠壓而形輪輻后再使輪輻冷卻，所述輪輻包括錐形的輪輻周壁和連接在輪輻周壁小徑端的輪輻端壁；所述襯板位于輪輻所圍成的空間的內(nèi)部；
將輪輻溫度加熱到鋼材料的Ac3溫度以上進(jìn)行成型，不但沖壓時省力，同時能提高輪輻的尺寸精度；而且冷卻后工件材料完全由奧氏體轉(zhuǎn)化成馬氏體，其硬度達(dá)到HRC52左右，其抗拉強(qiáng)度達(dá)到1300Mpa?1500MPa ;這樣能夠在保證輪輻強(qiáng)度的前提下降低輪輻的厚度也即重量。同時加熱能夠使得襯板同輪輻基板以一體結(jié)構(gòu)的方式連接在一起，連接強(qiáng)度好。通過試驗(yàn)方向輪輻承受的力在底壁處比周壁處大，在輪輻端壁外表面增加襯板能夠以省才的方式使得輪輻各處的強(qiáng)度符合要求且加工時方便。
[0012]所述輪輞輪輻連接工序包括以下制作步驟:
Cl、將輪輞套設(shè)到輪輻周壁大徑端上；
C2、將輪輻周壁和輪輞焊接在一起；
作為優(yōu)選，在步驟A2和步驟A3之間還包括步驟al、開設(shè)氣門孔設(shè)置平面:在輪輞毛坯設(shè)置氣門孔的部位壓出用于開設(shè)氣門孔的平面。設(shè)置平面，開始?xì)忾T孔時不容易產(chǎn)生位置平移。壓平面設(shè)置在加熱之前，成型平面時方便，否則平面難以準(zhǔn)確地成型，成型時容易導(dǎo)致輪輻變形。
[0013]作為優(yōu)選，步驟A2包括以下步驟:
A2-1、外拓展成型喇叭口:將閉合圓管的軸向兩端沿徑向向外拓展形成喇叭口 ；
A2-2、內(nèi)拓展形成具有輪緣的輪輞:使喇叭口的自由端和閉合圓管都沿徑向向內(nèi)拓展而制得直徑小于輪輞設(shè)計(jì)直徑的輪輞毛坯、拓展時在所述喇叭口上形成沿輪輞毛坯徑向向外凸起的的輪緣。能夠以省材的方式制作出具有輪緣的輪輞。
[0014]作為優(yōu)選，步驟Al包括以下步驟:
A1-1、成型輪輞基板:通過鋼板加工出條形片狀結(jié)構(gòu)的輪輞基板； A1-2、成型帶縫隙圓管:將輪輞基板卷成具有對接縫隙的帶縫隙圓管；
A1-3、成型帶縫隙扁管:將輪輞基板的兩端由弧形結(jié)構(gòu)變成位于同一平面上的平面結(jié)構(gòu)，使得帶縫隙圓管變成對接縫隙處為平面結(jié)構(gòu)的帶縫隙扁管；
A1-4、成型閉合扁管:將輪輞基板的兩端焊接在一起而在對接縫隙處形成焊縫，使得帶縫隙扁管變成周向閉合的閉合扁管；
A1-5、成型閉合圓管:將閉合扁管的焊縫處由平面結(jié)構(gòu)變成弧形結(jié)構(gòu)，使得閉合扁管變成閉合圓管。制作出的輪輞不容易產(chǎn)生焊縫處開裂現(xiàn)象。
[0015]作為優(yōu)選，在步驟A1-4和步驟A1-5之間還包括步驟a2、除去焊縫處的焊渣。能夠避免焊渣隔離在輪輞和成型模具之間而影響輪輞的圓度，同時能夠避免焊渣在成型輪輞的過程中脫落到輪輞于模具之間而影響模具表面的碰撞度。
[0016]作為優(yōu)選，步驟a2包括以下步驟:
a2_l、將焊縫沿閉合扁管的徑向兩側(cè)的焊渣除去；
a2_2、將焊縫沿閉合扁管的軸向兩側(cè)的焊渣除去。該種去除焊渣的順序能夠降低除焊渣作業(yè)對焊縫處強(qiáng)度的影響。該方法導(dǎo)致焊縫連接強(qiáng)度的下降量為千分之五，如果反過來除去焊渣則導(dǎo)致的焊縫連接強(qiáng)度的下降量為千分之一十五。
[0017]作為優(yōu)選，在步驟B3和步驟Cl之間還包括步驟b2、成型輪輻焊接端錐面:將輪輻周壁大徑端的端面加工成位于輪輻所圍成的空間內(nèi)部的錐面。能夠提高輪輻于輪輞之間的焊接強(qiáng)度。
[0018]作為優(yōu)選，步驟Cl中輪輻周壁的大徑端和輪輞之間為過盈配合。在沒有焊接之前，輪輻和輪輞即能夠不借助工裝而固定在一起，焊接過程中輪輞和輪輻之間不容易產(chǎn)生移位、從而能夠方便地保證輪輞和輪輻連接位置的準(zhǔn)確性。
[0019]作為優(yōu)選，步驟C2中形成的焊接點(diǎn)位于輪輞和輪輻周壁的過盈配合處。焊接點(diǎn)不容易被腐蝕而導(dǎo)致連接不良。
[0020]一種內(nèi)加厚式?jīng)_壓硬化車輪，包括輪轂和輪輻，所述輪輻包括輪輻周壁和輪輻端壁，所述輪輻周壁同所述輪轂固接在一起，所述輪輻端壁設(shè)有襯板，所述襯板位于輪轂所圍成的空間的內(nèi)部，所述襯板和輪輻端壁通過加熱到材料的AC3溫度以上的方式形成一體結(jié)構(gòu)連接在一起。
[0021]本發(fā)明具有下述優(yōu)點(diǎn):先內(nèi)擴(kuò)制作直經(jīng)小于標(biāo)準(zhǔn)尺寸的輪輞毛坯而后通過外擴(kuò)的方式形成輪輞，加工過程中無需在輪輞內(nèi)通過模具進(jìn)行定型即能夠使得輪輞內(nèi)周面的圓度符合要求，能夠提高加工時的方便性；輪輻端