轮圈的制作方法及轮圈制作用轧辊组的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及轮圈生产技术领域，尤其涉及一种轮圈的制作方法及轮圈制作用乳辊 组。
【背景技术】
[0002] 轮圈是车轮的主要组成部分，不同的车辆，轮圈的结构不同。请参考图1，图1是一 种列车用分体车轮的轮圈结构示意图。图1所示的轮圈一般在锻造扩孔后采用机加工的方 式进行生产，即先依次通过锻造和扩孔，获得矩形截面或外台阶型截面，然后再通过机械加 工的方式加工出如图1所示截面形状的轮圈。因此，目前制造如图1所示轮圈的流程一般为 下料-镦粗-冲孔-扩孔-平整端面-机械加工。
[0003] 采用上述方法制作图1所示的轮圈存在如下弊端：（1)采用冲孔、扩孔的方式会导 致较多的废料产生，这就需要下料的重量较大，存在成材率低的问题。（2)成型的过程中需 要多次锻打，导致生产效率较低，不适合轮圈的大批量生产。（3)冲孔和扩孔易导致轮圈各 个部分的余量分布不均匀，不易实现在线热处理，而且机加工余量较大；（4)该方式需多火 次锻造加热，烧损较大易造成过热过烧，影响产品内在质量。
[0004] 可见，目前制作轮圈的方法存在耗材较多、效率较低和轮圈质量较低的问题，而如 何解决这些问题，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0005] 本发明公开一种轮圈的制作方法，以解决【背景技术】中轮圈制作方法所存在的耗材 较多、效率较低和轮圈质量较低的问题。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明公开如下技术方案：
[0007] 轮圈的制作方法，包括以下步骤：
[0008] 11)采用连铸坯、乳坯或锻坯横切成的料段实施下料，所述料段为圆柱状结构；
[0009 ] 12)对所述料段实施加热，得到热态料段；
[0010] 13)对所述热态料段依次进行镦粗和模具压制，得到粗成型件，所述粗成型件在形 成所述轮圈的内孔部位形成薄层连皮结构，所述薄层连皮结构的直径小于所述内孔的直 径；
[0011] 14)对所述粗成型件实施乳制，得到轮廓成型件，所述轮廓成型件的薄层连皮结构 与所述轮圈的内孔的直径相等；
[0012] 15)对所述轮廓成型件实施精整，以及切除所述薄层连皮结构以形成所述内孔。 [00 13]优选的，上述制作方法中，步骤11)包括：
[0014] 21)计算所述粗成型件的重量，得到第一重量；
[0015] 22)根据L = 6161ρ2 X 1〇6和W=W1+W2+W3计算所述料段的切割长度;其中，L是切 割长度，单位为mm，Wl是第一重量，W2是烧损量，W2 = W1X(2%~3%)，W3是安全余量，W3 = (W1+W2) X(l%~2.5%)，W1、W2和W3的单位均为Kg;0.7 <L/D< 2;D是所述连铸坯、乳坯或 锻坯的横切面直径，单位是mm;
[0016] 23)根据所述切割长度对所述连铸坯、乳坯或锻坯实施切割，得到所述料段，并将 所述料段下料。
[0017]优选的，上述制作方法中，步骤12)中，加热包括依次进行的预加热、第一段加热、 第二段加热和保温加热，上述各段加热时间总长为4-5小时，保温加热后加热环境的温度是 1260°C-1290°C。
[0018]优选的，上述制作方法中，所述预加热使所述加热环境的温度小于1100°C，加热时 间至少为75分钟;所述第一段加热使得所述加热环境的温度达到1170°C_1280°C，加热时间 至少为70分钟;所述第二段加热使得所述加热环境的温度达到1260°C_1300°C，加热时间至 少为65分钟;所述保温加热使得所述加热环境的温度维持在1260°C_1290°C，加热时间至少 为45分钟。
[0019]优选的，上述制作方法中，所述薄层连皮结构的厚度为6-12mm。
[0020]优选的，上述制作方法中，采用双动水压机的精整模具对所述轮廓成型件实施平 整操作。
[0021 ]轮圈制作用乳辊组，其特征在于，包括两个乳辊，两个乳辊相对布置形成乳制孔 型;其中：
[0022] 所述乳制孔型包括依次分布的轮辋乳制段、轮辐板乳制段和过渡乳制段；
[0023] 所述过渡乳制段用于乳制薄层连皮结构和所述轮圈的轮辐板交接处，所述乳辊位 于所述过渡乳制段的端部设置有凸起，两个乳辊的所述凸起相对布置，且两者之间所形成 的缝隙宽度与所述薄层连皮结构的厚度相等。
[0024] 本发明公开的轮圈的制作方法具有以下有益效果：
[0025] 本发明公开的轮圈的制作方法中先将料段加热使其处于热态，然后通过墩粗、模 具压制、乳制和精整操作，最后将上述操作过程最终形成的薄层连皮结构切除，从而完成轮 圈的生产。此制作方法主要通过热塑形变实现轮圈形状的成型。相比于【背景技术】所述的通 过冲孔、扩孔的成型方式而言，本实施例中的制作方法几乎无废料产生，可见，本发明公开 的制作方法能降低耗材，进而提高料段的成材率。而且此过程中无需多次锻打，锻件各部位 余量较小，分布比较均匀，可在线直接进行淬火或调质等热处理，无需离线粗加工完成后再 进行热处理，进而能提高轮圈的生产效率，适合轮圈的大批量生产。
【附图说明】
[0026] 为了更清楚地说明本发明实施例或【背景技术】中的技术方案，下面将对实施例或背 景技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而 言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027] 图1是本申请所涉及轮圈的结构示意图；
[0028] 图2是本发明实施例公开的轮圈的制作方法流程图；
[0029] 图3是本发明实施例步骤S100中料段的剖视图；
[0030] 图4是经加热的料段进行镦粗处理后的结构示意图；
[0031 ]图5是轮圈制作过程中得到的粗成型件的结构示意图；
[0032]图6是轮圈制作过程中经过乳制得到的轮廓成型件的结构示意图；
[0033] 图7是本申请公开的一种乳辊的结构示意图；
[0034] 图8是本申请公开的另一种乳辊的结构示意图；
[0035] 图9是本申请公开的另一种乳辊所形成的乳辊组的示意图；
[0036]图10是图9所示乳辑组的工作示意图；
[0037]图11是本发明实施例公开的下料的一种具体实施流程图。
[0038] 附图标记说明：
[0039] 100-轮辋、200-轮辐板、300-外孔、400-内孔、500-薄层连皮结构、600-乳辊、700- 乳辊、710-凸起、800-乳制孔型、810-轮辋乳制段、820-轮辐板乳制段、830-缝隙。
【具体实施方式】
[0040] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实 施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普 通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明 保护的范围。
[0041] 请参考图2,本发明实施例公开一种轮圈的制作方法，用于制作如图1所示的轮圈。 其中，图1所示的轮圈包括轮辋100、轮辐板200、外孔300和内孔400，外孔300和内孔400同轴 布置。图1所示的轮圈包括轮毂和轮辐图2所示的制作方法包括如下步骤：
[0042] S100、下料。
[0043] 本步骤中，将连铸坯、乳坯或锻坯切割成的料段实施下料。本发明实施例中，连铸 坯、乳坯或锻坯为圆柱状杆，通过横切设定长度的连铸坯、乳坯或锻坯得到料段，当然，料段 也为圆柱状结构，其半剖结构如图3所示。
[0044] S200、加热。
[0045] 本步骤对步骤S100下料的料段实施加热。通常采用环形加热炉对料段实施加热。 本实施例中，对料段实施加热为分段加热，包括依次进行的预加热、第一段加热、第二段加 热和保温加热。上述各个阶段的加热使得料段温度依次上升。加热时间可以为4-5小时，保 温加热后加热环境的温度可以是1260°C_1290°C。加热后得到高塑性、低抗力的热态料段。
[0046] 上述分段加热过程中，预加热达到的目的是使加热环境的温度小于1100°C，加热 时间通常至少为75分钟。第一段加热使得加热环境的温度达到1170°C_1280°C，加热时间通 常至少为70分钟。第二段加热可以使得加热环境的温度达到1260°C_1230°C，加热时间通常 至少为65分钟。保温加热使得加热环境的温度维持在1260°C_1290°C，保温加热的时间通常 至少为45°C。
[0047] 本步骤通过分段加热的方式进行升温保温，在预加热和第一段加热等低温加热阶 段，有效防止目前单段一次性加热造成的金属截面的外层与心部温差过大，热应力较大等 较易引起的材料破裂。并且，在该金属材料所允许的导温性和内应力条件下，以最快速度加 热到预定的温度，该加热、保温温度和各段时间的设置，有效地防止过热过烧的缺陷。可见， 上述分段加热的方式具有较好的优势，提高金属塑形和内部质量，降低变形抗力，使锻造易 于成型，并获得了良好的锻后组织和力学性能。
[0048] S300、墩粗。
[0049] 本步骤对经过步骤S200加热的料段实施墩粗操作，经过墩粗操作之后的料段如4 所示，此时的料段类似于凹饼，起到对轮辋区域金属预先分配的作用，有利于粗成型件的质 量。
[0050] S400、模具压制。
[0051]对经过墩粗操作之后的料段进行模具压制，从而完成轮圈的轮辋100和轮辐板200 对应的区域的粗成型，得到粗成型件，此时粗成型件的中心区域，也就是粗成型件在形成轮 圈的内孔400的部位开始形成薄层连皮结构500,如图5所示。通常薄层连皮结构500的厚度 可以为