一种特型轮辋的制造系统、特型轮辋及其制造方法与流程

本发明涉及一种车辆零部件加工装置，特别是一种特型轮辋的制造系统，还涉及采用该制造系统制造的特型轮辋和特型轮辋的制作方法。

背景技术：

车轮是汽车上连接车桥与轮胎的重要部件同时也是重要承重部件，车桥通过车轮将所受的力传导至轮胎，然后再传至地面。钢制车无内胎车轮因其散热性能好、制作工艺比较成熟、平衡性好、材料利用率高、安全等众多优点，现如今仍是全球范围内应该最广泛的一种车轮样式。

但是无内胎车轮也有自己的弊端，那就是轮缘易变型塌陷造成脱胎等事故，为了解决这一问题，现在社会上普遍的做法就是将轮辋的材料加厚防止轮缘变型，但是材料加厚产品的重量就会提高，与现在全球范围内要求汽车及汽车各相关产品轻量化的思路是相悖的。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理、滚型效率高、能生产出抗冲击能力强的特型轮辋的特型轮辋的制造系统。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供了上述特型轮辋的制造系统制造特型轮辋的制造方法。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供了上述特型轮辋的制造系统制造的特型轮辋。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种特型轮辋的制造系统，该系统包括机架，机架上设有用于输送轮辋的输送平台，输送平台的一侧从前至后依次设置有若干轮辋滚型机构，每个轮辋滚型机构均设置有用于安装轮辋滚型模具下模的旋转底座和用于安装轮辋滚型模具上模的上模旋转轴，旋转底座上设置有顶升单元，顶升单元上横向设置有用于安装轮辋滚型模具下模的下模旋转轴，下模旋转轴设置在上模旋转轴的正下方；

所述从输送平台的前端至后端设置的轮辋滚型机构上分别安装有一次滚型模具、二次滚型模具、扩涨精整模具、三次滚型模具、四次滚型模具和用于在轮辋轮缘处形成闭合环状结构的五次滚型模具；

所述一次滚型模具、二次滚型模具、三次滚型模具、四次滚型模具和五次滚型模具均包括上模和下模，上模和下模上均设置有用于在轮辋上形成与轮胎配合的胎圈座的若干平直段部；

所述三次滚型模具包括三次滚型上模和三次滚型下模，三次滚型上模上还设置有用于在轮辋的轮缘处形成向下倾斜的斜面的上斜面部，三次滚型下模上还设置有与上斜面部配合的下斜面部；

所述四次滚型模具包括四次滚型上模和四次滚型下模，四次滚型上模上还设置有用于将斜面向下轧直形成垂直面的上垂直部，四次滚型下模上还设置有与上垂直部配合的下垂直部；

所述五次滚型模具包括五次滚型上模和五次滚型下模，五次滚型上模上还设置有将向下垂直的轮缘向内卷曲形成环状结构的上弧形槽，五次滚型下模还设置有与上弧形槽配合的下弧形槽。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的特型轮辋的制造系统，所述轮辋滚型模具上模和轮辋滚型模具下模上均设置有安装凹槽，上模旋转轴和下模旋转轴上均设置有与安装凹槽卡合的安装凸块。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的特型轮辋的制造系统，所述每个上模旋转轴两侧的轮辋滚型机构上还设置有与轮辋配合的定位滚轮，定位滚轮通过伸缩单元安装在轮辋滚型机构上。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的特型轮辋的制造系统，所述顶升单元包括顶升油缸，上模旋转轴安装在顶升油缸的顶升端。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的特型轮辋的制造系统，所述轮辋滚型机构同侧的机架上还设置有用于在轮辋制造过程中检验的焊缝检测装置、厚度检测装置和轮辋探伤装置；焊缝检测装置设置在安装一次滚型模具的轮辋滚型机构的前侧，厚度检测装置设置在安装三次滚型模具的轮辋滚型机构的前侧，轮辋探伤装置设置在安装五次滚型模具的轮辋滚型机构的后侧；所述厚度检测装置为超声波测厚装置，超声波测厚装置设置有轮辋放置座，轮辋放置座的周向均匀旋转设置有若干个超声波探测头，超声波探测头的长度与轮辋的宽度一致；所述轮辋探伤装置为射线探伤装置，射线探伤装置包括旋转探伤平台和设置在旋转探伤平台上的射线检测头。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，一种特型轮辋的制造方法，该方法采用以上所述特型轮辋的制造系统来制造特型轮辋，其步骤如下：

（1）将制造轮辋的原材料进行切割、卷圆、镦平，然后通过焊接工艺将原材料对焊、扩口形成初级轮辋，然后利用焊缝检测装置对得到的初级轮辋放进行焊缝检测，检测合格的初级轮辋送到输送平台输送至下一道工序；

（2）输送平台将初级轮辋输送至第一个滚型机构处，利用一次滚型模具对初级轮辋进行滚压，在初级轮辋上形成与轮胎配合的轮槽；

（3）输送平台将初级轮辋输送至第二个滚型机构处，利用二次滚型模具对一次滚型模具滚型后的轮辋进行滚轧，在轮槽上进一步形成与轮胎配合的平直段、胎圈座，再利用厚度检测装置对得到的轮辋进行各处厚度是否均匀相等进行检测，检测合格的轮辋输送至下一道工序；

（4）输送平台将初级轮辋输送至第三个滚型机构处，人工将初级轮辋套装在三次滚型下模上，通过顶升单元将三次滚型下模向上顶紧至三次滚型上模处，然后利用上模旋转轴与下模旋转轴带动三次滚型上模与三次滚型下模同时转动，将二次滚型模具滚型后的轮辋的各型面进一步滚轧到规定的尺寸，并将轮辋的轮缘滚轧成向外侧下方倾斜的斜面；

（5）输送平台将初级轮辋输送至第四个滚型机构处，人工将初级轮辋套装在四次滚型下模上，通过顶升单元将四次滚型下模向上顶紧至四次滚型上模处，然后利用上模旋转轴与下模旋转轴带动四次滚型上模与四次滚型下模同时转动，对扩涨精整后轮辋的斜面进一步滚轧，使斜面呈向下垂直状；

（6）输送平台将初级轮辋输送至第五个滚型机构处，人工将初级轮辋套装在五次滚型下模上，通过顶升单元将五次滚型下模向上顶紧至五次滚型上模处，然后利用上模旋转轴与下模旋转轴带动五次滚型上模与五次滚型下模同时转动，将轮辋上形成的向下垂直的轮缘向内卷曲，形成闭合环状结构；

（7）利用轮辋探伤装置对得到的轮辋进行各处是否存在裂纹、气孔进行检测，检测合格的轮辋输送至下一道工序；

（8）输送平台将初级轮辋输送至第六个滚型机构处，通过扩涨精整模具对三次滚型模具滚型后的轮辋进行扩涨精整；

（9）对步骤（8）得到的轮辋进行刨、滚、切工艺处理，接着进行人工打磨，最后进行气密性检验，并冲气门孔，得到轮辋成品。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的特型轮辋的制造方法，所述斜面向下倾斜的角度为20°-25°。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，一种特型轮辋，该轮辋采用以上所述的特型轮辋的制造系统制成，轮辋包括有轮辋主体，所述轮辋主体的边缘设置有闭合环状结构设计的卷边。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的特型轮辋，所述闭合环状卷边的直径与轮辋直径的比例为1:20-1:30。

与现有技术相比，本发明通过若干滚型机构流水线式作业进行特型轮辋的生产，并配以检测设备进行不良品的检测，保证轮辋的生产精度、出品一致，同时有效的提高了轮辋的生产效率；生产出的特型轮辋具有闭合的环状卷边，对轮胎起到很好的支撑作用，使得车轮不易变形，有效解决了轮缘处断裂或变形，造成的漏气，严重时出现的脱胎现象，同时解决了车辆急转弯行驶中的脱胎问题。该制造装置合理的将多个轮辋滚型工序集中到一台设备上，有效的提高了轮辋生产效率，同时生产出的轮辋带有闭合环状卷边，加强了轮缘的强度，不仅很好的对轮胎起到支撑作用，而且可以避免轮缘出现断裂或者轮胎脱离的问题。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图；

图2为本发明的第一段结构示意图；

图3为本发明的第二段结构示意图；

图4为本发明的第三段结构示意图；

图5为本发明的三次滚型模具结构示意图；

图6为本发明的四次滚型模具结构示意图；

图7为本发明的五次滚型模具结构示意图；

图8为本发明制造特型轮辋三次滚型后的结构示意图；

图9为本发明制造特型轮辋四次滚型后的结构示意图；

图10为本发明制造特型轮辋五次滚型后的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1-10，一种特型轮辋的制造系统，该系统包括机架，机架上设有用于输送轮辋的输送平台1，输送平台1的一侧从前至后依次设置有若干轮辋滚型机构，每个轮辋滚型机构均设置有用于安装轮辋滚型模具下模的旋转底座和用于安装轮辋滚型模具上模的上模旋转轴，旋转底座上设置有顶升单元，顶升单元上横向设置有用于安装轮辋滚型模具下模的下模旋转轴，下模旋转轴设置在上模旋转轴的正下方；

所述从输送平台1的前端至后端设置的轮辋滚型机构上分别安装有一次滚型模具、二次滚型模具、扩涨精整模具、三次滚型模具、四次滚型模具和用于在轮辋轮缘处形成闭合环状结构的五次滚型模具；

所述一次滚型模具、二次滚型模具、三次滚型模具、四次滚型模具和五次滚型模具均包括上模和下模，上模和下模上均设置有用于在轮辋上形成与轮胎配合的胎圈座的若干平直段部；

所述三次滚型模具包括三次滚型上模18和三次滚型下模19，三次滚型上模18上还设置有用于在轮辋的轮缘处形成向下倾斜的斜面的上斜面部20，三次滚型下模19上还设置有与上斜面部20配合的下斜面部21；

所述四次滚型模具包括四次滚型上模22和四次滚型下模23，四次滚型上模22上还设置有用于将斜面向下轧直形成垂直面的上垂直部24，四次滚型下模23上还设置有与上垂直部24配合的下垂直部25；

所述五次滚型模具包括五次滚型上模26和五次滚型下模27，五次滚型上模26上还设置有将向下垂直的轮缘向内卷曲形成环状结构的上弧形槽28，五次滚型下模27还设置有与上弧形槽28配合的下弧形槽29。

所述轮辋滚型模具上模和轮辋滚型模具下模上均设置有安装凹槽，上模旋转轴和下模旋转轴上均设置有与安装凹槽卡合的安装凸块，安装凹槽与安装凸块的设置便于轮辋滚型上模和轮辋滚型下模更好的安装在上模旋转轴和下模旋转轴上，便于上模旋转轴和下模旋转轴带动轮辋滚型上模和轮辋滚型下模旋转对滚辋进行滚轧。

所述每个上模旋转轴两侧的轮辋滚型机构上还设置有与轮辋配合的定位滚轮，定位滚轮通过伸缩单元安装在轮辋滚型机构上。伸缩单元为伸缩气缸，定位滚轮通过缓冲弹簧安装在伸缩气缸的输出端，用于将安装在下模旋转轴上的轮辋进行定位顶紧。

所述顶升单元包括顶升油缸，上模旋转轴安装在顶升油缸的顶升端。

所述轮辋滚型机构同侧的机架上还设置有用于在轮辋制造过程中检验的焊缝检测装置7、厚度检测装置10和轮辋探伤装置14；焊缝检测装置7设置在安装一次滚型模具的轮辋滚型机构的前侧，厚度检测装置10设置在安装三次滚型模具的轮辋滚型机构的前侧，轮辋探伤装置14设置在安装五次滚型模具的轮辋滚型机构的后侧；所述厚度检测装置10为超声波测厚装置，超声波测厚装置设置有轮辋放置座，轮辋放置座的周向均匀旋转设置有若干个超声波探测头，超声波探测头的长度与轮辋的宽度一致；所述轮辋探伤装置14为射线探伤装置，射线探伤装置包括旋转探伤平台和设置在旋转探伤平台上的射线检测头。

一种特型轮辋的制造方法，该方法采用本申请提供的特型轮辋的制造系统来制造特型轮辋，其步骤如下：

（1）将制造轮辋的原材料进行切割、卷圆、镦平，然后通过焊接工艺将原材料对焊、扩口形成初级轮辋，然后利用焊缝检测装置对得到的初级轮辋放进行焊缝检测，检测合格的初级轮辋送到输送平台输送至下一道工序；

（2）输送平台将初级轮辋输送至第一个滚型机构处，利用一次滚型模具对初级轮辋进行滚压，在初级轮辋上形成与轮胎配合的轮槽；

（3）输送平台将初级轮辋输送至第二个滚型机构处，利用二次滚型模具对一次滚型模具滚型后的轮辋进行滚轧，在轮槽上进一步形成与轮胎配合的平直段、胎圈座，再利用厚度检测装置对得到的轮辋进行各处厚度是否均匀相等进行检测，检测合格的轮辋输送至下一道工序；

（4）输送平台将初级轮辋输送至第三个滚型机构处，人工将初级轮辋套装在三次滚型下模上，通过顶升单元将三次滚型下模向上顶紧至三次滚型上模处，然后利用上模旋转轴与下模旋转轴带动三次滚型上模与三次滚型下模同时转动，将二次滚型模具滚型后的轮辋的各型面进一步滚轧到规定的尺寸，并将轮辋的轮缘滚轧成向外侧下方倾斜的斜面；

（5）输送平台将初级轮辋输送至第四个滚型机构处，人工将初级轮辋套装在四次滚型下模上，通过顶升单元将四次滚型下模向上顶紧至四次滚型上模处，然后利用上模旋转轴与下模旋转轴带动四次滚型上模与四次滚型下模同时转动，对扩涨精整后轮辋的斜面进一步滚轧，使斜面呈向下垂直状；

（6）输送平台将初级轮辋输送至第五个滚型机构处，人工将初级轮辋套装在五次滚型下模上，通过顶升单元将五次滚型下模向上顶紧至五次滚型上模处，然后利用上模旋转轴与下模旋转轴带动五次滚型上模与五次滚型下模同时转动，将轮辋上形成的向下垂直的轮缘向内卷曲，形成闭合环状结构；

（7）利用轮辋探伤装置对得到的轮辋进行各处是否存在裂纹、气孔进行检测，检测合格的轮辋输送至下一道工序；

（8）输送平台将初级轮辋输送至第六个滚型机构处，通过扩涨精整模具对三次滚型模具滚型后的轮辋进行扩涨精整；

（9）对步骤（8）得到的轮辋进行刨、滚、切工艺处理，接着进行人工打磨，最后进行气密性检验，并冲气门孔，得到轮辋成品。

所述斜面向下倾斜的角度为20°-25°，优选的所述斜面向下倾斜的角度为25°，更有利于后续工序的进行。

本申请的制造系统上从前至后依次设置有轮辋剪板机构2、轮辋圈圆机构3、轮辋对焊机构4、刨渣端切机构5、扩口机构6、焊缝检测装置7、一次滚型机构8、二次滚型机构9、厚度检测装置10、三次滚型机构11、四次滚型机构12、五次滚型机构13、轮辋探伤装置14、扩涨精整机构15、气密检测机构16、冲挤气门孔机构17，整个轮辋生产过程是先将原材料进行轮辋剪板，接着进行轮辋圈圆，再依次进行轮辋对焊、刨渣、滚压、端切、送入水冷槽冷却，然后进行滚型，滚型的过程为先扩口，再依次进行一次滚型、二次滚型、三次滚型、四次滚型、五次滚型、扩张精整，接着再进行气密实验、冲挤气门口，最后进行打磨，得到轮辋成品。

一种特型轮辋，该轮辋采用本申请提供的特型轮辋的制造系统制成，轮辋包括有轮辋主体30，所述轮辋主体30的边缘设置有闭合环状结构设计的卷边33。卷边33的形成是先在轮缘处形成斜面31，再经四次滚型形成垂直面32，最后经五次滚型形成卷边33。

所述闭合环状卷边33的直径与轮辋直径的比例为1:20-1:30，优选的所述闭合环状卷边33的直径与轮辋直径的比例为1:25，有效的增加轮缘的强度，防止轮胎跑偏。

一次滚形模具、二次滚形模具、扩涨精整模具可以采用现有技术中的普通轮辋的模具来完成这三序的工作；一次滚形负责压出轮辋的槽底部位为后序的滚形加工定位，二次滚形将轮辋平直段、胎圈座等部位初步滚轧成形，三次滚将轮辋除轮缘外的其它各型面滚轧到国标规定的尺寸并将轮缘滚轧成由最高点向外则下方倾斜20°~25°的斜面，四次滚形与五次滚形，这两道工序只负责滚压轮缘部位，不会再滚压其它部位，四次滚形将轮缘通过滚压与拉伸将轮缘外侧加工成向下垂直的样式，为五次滚形做好准备；五次滚形通过滚轧的方式将四次滚形时拉伸成垂直样式的轮缘外侧向内卷曲，将整个轮缘的外侧部分卷成一个环状的结构，从而增加轮辋中最薄弱的部位，即轮缘的强度，有效提高抗冲击的能力。

本申请能达到的技术效果：

1、采用冷轧滚形的工艺方法将轮缘加工成环形结构，轮缘形成一个圆环体，轮缘处不会产品因翻边产生的褶皱、波浪纹等问题，同时通过多次滚压及翻边有效的解决了普通轮辋在生产过程中轮辋边缘处起毛刺及积瘤；

2、通过实验室试验及装车路试，单个车轮额定载荷3750Kg，试验载荷4875Kg，比普通轮辋提高30%的情况下，车轮连续行驶4000Km轮辋轮缘处经检查无任何变形，产品抗冲击性能比普通轮辋提高30~32%。