組合式鋼製汽車車輪平衡塊的製作方法

2023-10-30 04:17:47 1

專利名稱：組合式鋼製汽車車輪平衡塊的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種車輪平衡塊，具體涉及一種組合式鋼製汽車車輪 平衡塊。
背景技術：
不論鋼輪轂或鋁輪轂的汽車車輪，在其製造過程中，由於加工工藝、 材質等因素，使輪軸和車輪之間不可能保證絕對的同心度，存在一定的偏
心距。當汽車保持每小時70 80公裡的速度行駛時，由於車輪和輪軸之 間的偏心距，會使汽車產生劇烈的顛簸，影響汽車的性能和安全性。因此， 無論鋼輪轂車輪或鋁輪轂車輪在安裝前必須進行動平衡校驗，根據動平衡 的校驗結果，每隻車輪的兩側均需配置和安裝一至數塊不同重量的平衡 塊。以保證車輪在高速運轉時的動平衡，確保行車安全。
當前，汽車車輪平衡塊基本上採用有色金屬壓鑄成型，如用鋅或鉛等
有色金屬。壓鑄成型前將彈簧掛件嵌入模具型腔內，壓鑄後即被成型的金 屬包裹住，可以直接通過平衡塊上的彈簧掛件卡在汽車車輪的輪轂上。有 色金屬壓鑄成型的汽車車輪平衡塊具有成型性能好，成型工藝較簡單等特 點。但是，採用鉛等有色金屬在製造或廢棄後對人體有較大的傷害，對環 境也有一定的危害。特別是汽車車輪報廢或車輪重新校驗動平衡後，車輪 上或置換下來的鉛質平衡塊就成了廢棄物。被廢棄的平衡塊經日曬雨淋 後，就會溶出超標準的鉛滲入地面，或對植物或對地下水造成重金屬汙染， 對人體和環境造成嚴重的危害。針對鉛質平衡塊的汙染現狀，國際上部分 汽車零部件生產企業開發了少汙染的鋅製汽車車輪平衡塊，其零件的製造 工藝與鉛制平衡塊完全相同。但是，採用貴重有色金屬鋅製造車輪平衡塊， 對原材料的要求較高。考慮到鋅的成型性能，原材料必須選用0號鋅，而
0號鋅經過一次熔化成型後，餘料再次熔化會出現渣化現象，不能再回用。 由此可見，0號鋅金屬除了本身的原材料價格高以外，餘料的回用率低也 相應增加了鋅製車輪平衡塊的生產成本。車輪平衡塊其功能僅為車輪的動 平衡塊配重，顯然採用鋅製造車輪平衡塊是不經濟的。
相對於鉛制車輪平衡塊的汙染性和鋅製車輪平衡塊的經濟性不足，鋼 制汽車車輪平衡塊具有生產和使用、廢棄後對人體和環境無危害及原材料
成本低等特點。鋼製車輪平衡塊，無論在環保和生產成本上均有有色金屬 成型的車輪平衡塊無可比擬的優越性。
鋼製車輪平衡塊的配重塊與彈簧掛鈎的連接是鋼製車輪平衡塊推廣 使用的難點。如果採用彈簧掛鈎與配重塊焊接連接，則會因焊接時的高溫 使彈簧掛鈎回火軟化，失去其彈性，不能牢固地卡在車輪的輪轂上。車輪 高速運轉時會脫離甚至像子彈一樣射出，影響行車安全和路人的人身安 全。
目前，已採用的連接方式是彈簧掛鈎與配重塊鉚接連接，即彈簧掛鈎 通過配重塊上凸起的鉚釘鉚接連接，鉚接式鋼製車輪平衡塊的特點是連接 後不會影響彈簧掛鈎的力學性能，安裝在車輪上性能可靠。但是採用這種 工藝連接，平衡配重塊成型的同時必須擠出凸起的鉚釘，給成型帶來了困 難，影響模具的壽命。另外，鋼製平衡塊的防鏽塗裝處理是在兩者鉚接後 進行的，而鉚接處常常因車輪高速旋轉被砂石衝擊或雨水衝刷等原因，致 使表層的塗層脫離，使鉚接處鏽蝕，可能會造成平衡配重塊脫落。再者， 平衡塊作為車輪動平衡的配重裝置，在汽車車輪每次更換橡膠輪胎時都必 須校驗動平衡，然後按照校驗結果配置相應的平衡塊。 一般情況下，每次 換胎就要更換相應重量的平衡塊，對於鉚接式平衡塊則要連同彈簧掛鈎一 起更換。不利於節約資源和提高了成本。
目前，已採用的衝壓工藝製成的鋼製車輪平衡塊上的鉚釘需要採用專 門的衝半孔(盲孔)的工藝衝製成型，在平衡塊的正面上會留有半孔(盲
孔)，不但影響外觀，並且在車輛行駛一段時間後半孔(盲孔)內會嵌入 塵土，不易清理。鉚接處可能因為鉚接工藝或鏽蝕而使平衡塊的配重塊與 彈簧掛鈎脫離，影響行車安全。另外，因衝壓特性所決定，衝壓工藝成型
的鋼製車輪平衡塊的輪廓交界處不能採用圓弧或倒角過渡，外形呆板，安 裝時可能與車輪發生幹涉。
發明內容
本實用新型的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種原材料成本 低，彈簧掛鈎可重複使用的組合式鋼製汽車車輪平衡塊，它能避免鉚接處 可能因為鉚接工藝或鏽蝕而使平衡塊的配重塊與彈簧掛鈎脫離，影響行車 安全的隱患。
實現上述目的的一種技術方案是 一種組合式鋼製汽車車輪平衡塊， 包括平衡配重塊和連接於其上的彈簧逢鉤，所述彈簧掛鈎的上部為與車輪 轂邊緣固定在一起的彎弧形的卡裝部，所述彈簧掛鈎的下部為與平衡配重 塊固定在一起的結合部，其中，所述平衡配重塊的外側面上設有用於安裝 掛鈎結合部的定位槽，該定位槽的槽底面與平衡配重塊的下端面以斜面連 接；所述掛鈎結合部的形狀為與平衡配重塊的定位槽和斜面匹配的彎折 形，以使掛鈎的結合部與平衡配重塊卡箍在一起。
上述的組合式鋼製汽車車輪平衡塊，其中，所述平衡配重塊的外形邊 緣處均為圓角或倒角光滑連接。
上述的組合式鋼製汽車車輪平衡塊，其中，所述平衡配重塊所採用的 材料為矩形截面鋼料段。
上述的組合式鋼製汽車車輪平衡塊，其中，所述平衡配重塊的輪廓形 狀、定位槽及斜面採用冷鍛成型工藝直接形成。
本實用新型的組合式鋼製汽車車輪平衡塊的技術方案，平衡配重塊與 彈簧掛鈎採用卡箍連接，且彈簧掛鈎的形狀與尺寸一確定，可以與不同克 重的平衡配重塊配合，因此一旦因換胎而需重新配置平衡塊時，只要更換 平衡配重塊即可，彈簧掛鈎可以繼續使用，有利於節約資源，符合節能減 排的環保政策。它還能避免鉚接處可能因為鉚接工藝或鏽蝕而使平衡塊的 配重塊與彈簧掛鈎脫離，影響行車安全的隱患。


圖1為本實用新型的組合式鋼製汽車車輪平衡塊的結構示意圖； 圖2為本實用新型的組合式鋼製汽車車輪平衡塊的裝配示意圖； 圖3a為本實用新型的組合式鋼製汽車車輪平衡塊的製造工藝中下料
步驟的坯料的結構示意圖3b為本實用新型的組合式鋼製汽車車輪平衡塊的製造工藝中坯料
彎曲步驟中的彎曲坯料的結構示意圖3c為本實用新型的組合式鋼製汽車車輪平衡塊的製造工藝中冷鍛
成型步驟中的平衡配重塊的結構示意圖3d為本實用新型的組合式鋼製汽車車輪平衡塊的製造工藝中切除
飛邊步驟中的狀態示意圖。
具體實施方式
為了能更好地對本實用新型的技術方案進行理解，下面通過具體地實 施例並結合附圖進行詳細地說明
請參閱圖1和圖2，本實用新型的一種組合式鋼製汽車車輪平衡塊， 包括彈簧掛鈎1和平衡配重塊2，彈簧掛鈎1在連接平衡配重塊2後與車 輪轂邊緣固定，其中
彈簧掛鈎1的上部為與車輪轂邊緣固定在一起的彎弧形的卡裝部11， 彈簧掛鈎1的下部為與平衡配重塊2固定在一起的結合部12;
平衡配重塊2的外側面上設有用於安裝掛鈎結合部的定位槽21，該定 位槽21的槽底面與平衡配重塊2的下端面以斜面22連接；
彈簧掛鈎1的結合部12的形狀為與平衡配重塊2的定位槽21和斜面 22匹配的彎折形，以使結合部12與平衡配重塊2卡箍在一起，從而可以 防止彈簧掛鈎1與平衡配重塊2結合後左右晃動。
平衡配重塊2採用的材料為矩形截面鋼料段。在製造的時候，平衡配 重塊2的輪廓形狀、定位槽21及斜面22由矩形鋼料段直接採用冷鍛成型 技術形成。經冷鍛成型後的平衡配重塊2的邊緣處均為圓角或倒角光滑連 接。可以防止平衡塊塗裝後外形邊緣的銳角處油漆在車輪高速旋轉中因沙 石碰撞而剝落，並防止平衡塊在安裝時與車輪其他部位的幹涉。平衡配重
塊2卡箍彈簧掛鈎1的定位槽21和斜面22，在冷鍛時同時成型。平衡配 重塊2的形狀和尺寸由冷鍛模具型腔的形狀和尺寸決定。
再請參閱圖3a至圖3d，本實用新型的組合式鋼製汽車車輪平衡塊的 製造工藝，包括平衡配重塊的製造工藝和彈簧掛鈎的製造工藝，其中，
彈簧掛鈎的製造工藝全部採用常用的衝壓工藝，它包括下列步驟
(1) 巻板展平、落料；(2)在級進模上完成多道彎曲、落料；(3) 簡單模上整形；(4)熱處理淬火；(5)外觀塗裝。
上述彈簧掛鈎的製造工藝使彈簧掛鈎達到規定的硬度，滿足其力學性 能的要求。
平衡配重塊的製造工藝包括下列步驟-
下料本工序將4~6米長的矩形棒料在裝有剪切模的曲柄壓力機上進 行切斷下料。根據指定的鋼製汽車車輪平衡塊配重塊的重量，計算其坯料 的尺寸，選定相應尺寸矩形截面的普通碳素鋼原材料。
(2) 坯料彎曲將下料後的料段按鋼製汽車車輪平衡塊配重塊的曲
率半徑在彎曲模內彎曲成型，以便坯料能順利地放入弧形成型凹模內。
(3) 彎曲坯料表面清理表面清理的目的是清除坯料表面的油汙、
毛刺等，以便坯料能附著潤滑劑。表面清理的工藝採用拋丸機拋丸處理。 處理後的坯料應表面光整，無油汙、細小的毛刺等異物，表面呈現細小的 麻點，以便牢固地附著潤滑劑。
(4) 預熱將表面清理後的坯料裝入料筒。然後進入臺車式烘箱內
進行預熱，熱透至20or出烘箱。預熱後的坯料應立即浸入潤滑劑液中塗 覆潤滑劑。
(5) 浸塗潤滑劑將預熱後的坯料浸入按原液與水1: l稀釋的溫塑 性成型用水劑石墨潤滑劑中，攪勻，然後在坯料未完全冷卻時，將塗覆潤 滑劑後的坯料迅速吊起，瀝乾殘液，在乾燥的木板上攤開晾乾，以備冷鍛 成型用。
(6) 冷鍛成型將經潤滑處理的坯料放入冷鍛模具的型腔內直接成 型。使鋼製平衡塊配重塊的外形輪廓、邊緣倒角(圓角)和卡箍彈簧掛鈎 的凹槽同時成型。在平衡塊配重塊的分模面處留有少量飛邊，以保證金屬
充滿模膛，得到外形飽滿的零件。
由於冷鍛的單位力非常大，故凸模和凹模均採用雙層預應力組合凹 模，防止凸模或凹模發生縱向開裂。
(7) 切除飛邊將冷鍛成型後帶有飛邊的平衡塊配重塊放在裝有專 用模具的曲柄壓力機上切除飛邊。
(8) 表面拋丸處理採用噴丸或滾筒等竄光機器，竄光平衡配重塊， 以去除毛刺及表面的潤滑劑等。
(9) 平衡配重塊上表面壓制重量標誌將竄光後的平衡配重塊放在 壓印模上壓出零件的重量等規格標誌。
(10) 外觀塗裝將清潔後的平衡配重塊進行鍍膜、油漆等防鏽塗裝處理。
上述組合式鋼製汽車車輪平衡塊的製造工藝具有以下優點
(1) 與用鋅或鉛等有色金屬壓鑄成型的汽車車輪平衡塊相比，具有 原材料成本低，對人體和環境無危害等優點。
(2) 與現有的採用衝壓工藝成型或冷鍛工藝成型的鉚接式鋼製汽車 車輪平衡塊相比，不需要擠出鉚接用的凸起部分，簡化了成型工藝，減少 了生產工序。避免了鉚接處可能因為鉚接工藝或鏽蝕而使平衡塊的配重塊 與彈簧掛鈎脫離，影響行車安全的隱患。
(3) 組合式鋼製車輪平衡塊的平衡配重塊與彈簧掛鈎採用卡箍連接， 且彈簧掛鈎的形狀與尺寸一確定，可以與不同克重的平衡配重塊配合。因 此一旦因換胎而重新配置平衡塊時，只要更換平衡配重塊即可，彈簧掛鈎 可以繼續使用，有利於節約資源，符合節能減排的環保政策。而採用其他 形式的車輪平衡塊因為配重塊與彈簧掛鈎鉚接或鑲嵌固定，必須連同彈簧 掛鈎一起更換。
(4) 平衡配重塊由於採用冷鍛成型的製造工藝，平衡配重塊是在幾 乎封閉的模膛內成型，平衡配重塊的坯料在模膛內處於強烈的三向壓應力 狀態，故使得零件的強度、塑性等有了明顯的提高，組織更加緻密。經檢 測採用冷鍛工藝生產的平衡配重塊抗拉強度比衝壓成型的平衡配重塊高 三倍，且外形呈流線型，符合汽車個性化要求。
使用時只要用彈簧掛鈎1卡箍住平衡配重塊2後鑲嵌在汽車車輪的輪
轂邊緣上即可。其安裝尺寸與現有有色金屬壓鑄成型的汽車平衡塊完全相 同。組合式鋼製平衡塊具有原材料成本低，彈簧掛鈎可重複使用，對人體 和環境無危害等特點。與鉚接式鋼製車輪平衡塊相比，組合式鋼製車輪平 衡塊不會因為鉚接處意外脫離而出現行車安全事故，是一種經濟、可靠的 聯接工藝。
本實用新型的特點就是鋼製車輪平衡配重塊2和彈簧掛鈎1分開制 造，只是在使用時直接將平衡配重塊2卡箍在車輪輪轂上的彈簧掛鈎1即 可。
平衡配重塊由於採用冷鍛成型的製造工藝，平衡配重塊是在幾乎封閉 的模膛內成型，平衡配重塊的坯料在模膛內處於強烈的三向壓應力狀態， 故使得零件的強度、塑性等有了明顯的提髙，組織更加緻密。經檢測採
用冷鍛工藝生產的平衡配重塊的抗拉強度比衝壓成型的平衡配重塊的抗 拉強度高三倍，且外形呈流線型，符合汽車個性化要求。與鉚接式冷鍛成
型的鋼製車輪平衡塊相比簡化了成型工藝，減少了生產工序，避免了鉚 接處可能因為鉚接工藝或鏽蝕而使平衡配重塊與彈簧掛鈎脫離，影響行車 安全的隱患，是一種經濟、可靠的聯接工藝。該車輪平衡塊的原材料成本 低，具有對人體和環境無危害等特點。與採用衝壓工藝成型的鋼製汽車車 輪平衡塊相比，組合式鋼製車輪平衡塊節約原材料5 10%。組合式鋼製 車輪平衡塊的平衡配重塊是在模具的型腔中一次冷鍛成型，可以成型所需 的各種形狀，包括呈流線型的外形，卡箍彈簧掛鈎用的定位槽等，避免了 安裝時可能與車輪轂的幹涉。
本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說 明本實用新型，而並非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的 實質精神範圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的 權利要求書範圍內。
權利要求1. 一種組合式鋼製汽車車輪平衡塊，包括平衡配重塊和連接於其上的彈簧掛鈎，所述彈簧掛鈎的上部為與車輪轂邊緣固定在一起的彎弧形的卡裝部，所述彈簧掛鈎的下部為與平衡配重塊固定在一起的結合部，其特徵在於，所述平衡配重塊的外側面上設有用於安裝掛鈎結合部的定位槽，該定位槽的槽底面與平衡配重塊的下端面以斜面連接；所述掛鈎結合部的形狀為與平衡配重塊的定位槽和斜面匹配的彎折形，以使掛鈎的結合部與平衡配重塊卡箍在一起。
2. 根據權利要求1所述的組合式鋼製汽車車輪平衡塊，其特徵在於，所述平 衡配重塊的外形邊緣處均為圓角或倒角光滑連接。
3. 根據權利要求1或2所述的組合式鋼製汽車車輪平衡塊，其特徵在於，所 述平衡配重塊所採用的材料為矩形截面鋼料段。
4. 根據權利要求1或2所述的組合式鋼製汽車車輪平衡塊，其特徵在於，所 述平衡配重塊的輪廓形狀、定位槽及斜面採用冷鍛成型工藝直接形成。
專利摘要本實用新型公開了一種組合式鋼製汽車車輪平衡塊，包括平衡配重塊和彈簧掛鈎，所述彈簧掛鈎的上部為卡裝部，所述彈簧掛鈎的下部為與平衡配重塊固定在一起的結合部，所述平衡配重塊的外側面上設有用於安裝掛鈎結合部的定位槽，該定位槽的槽底面與平衡配重塊的下端面以斜面連接；所述掛鈎結合部的形狀為與平衡配重塊的定位槽和斜面匹配的彎折形，以使掛鈎的結合部與平衡配重塊卡箍在一起。本實用新型的平衡塊中的平衡配重塊與彈簧掛鈎採用卡箍連接，且彈簧掛鈎的形狀與尺寸一確定，可以與不同克重的平衡配重塊配合，因此一旦因換胎而需重新配置平衡塊時，只要更換平衡配重塊即可，彈簧掛鈎可以繼續使用，有利於節約資源，符合節能減排的環保政策。
文檔編號F16F15/32GK201206610SQ20082005933
公開日2009年3月11日 申請日期2008年6月3日 優先權日2008年6月3日
發明者宋哲夫, 張阿虎, 徐新成, 王淑新, 錢嘉明 申請人:上海新明源汽車配件有限公司;上海工程技術大學