乘用車用鋼製車輪輪輻衝壓加工工藝及加工模具的製作方法
2023-12-02 05:20:11
專利名稱：乘用車用鋼製車輪輪輻衝壓加工工藝及加工模具的製作方法
技術領域：
本發明屬於鋼製車輪輪輻製造領域，特別涉及乘用車用鋼製車輪輪輻衝壓加工工
藝及加工模具。
背景技術：
車輪輪輻是連接汽車輪轂和輪胎的主要支撐件，也是(決定車輪是否美觀)車輪 安全的關鍵部件。 目前，生產鋼製車輪輪輻主要的工藝包括，剪切落料、初拉伸、反向拉伸成形、切 邊、衝螺栓孔翻邊、擠螺栓孔、衝風孔、擠毛剌、打鋼印、精整等工序。 鋼製車輪輪輻的生產一般先將長形板料通過剪切落料工藝剪切成輪輻片料，然後 通過對片料進行多次衝壓成型將片料加工成輪輻。在剪切落料後，對輪輻片料進行拉伸衝 中心孔工藝，由於前一道剪切工藝和下一道拉伸衝中心孔工藝之間存在一定的定位誤差 (所造成的落料尺寸誤差和本工藝的定位精度誤差的累積)會使輪輻中心孔與輪輻外緣的 同心度較差，同時會影響輪輻後續加工工藝的精度，進而易引起車輪的徑向跳動。
發明內容
本發明的目的在於提供一種乘用車用鋼製車輪輪輻衝壓加工工藝及加工模具，將 落料和拉伸工藝合二為一，採用一次定位的方式保證輪輻中心孔和輪輻外緣的同軸度，以 保證輪輻的加工質量；而且，輪輻生產工藝比現有技術減少一道工序，大大提高生產效率。
為達到上述目的，本發明的技術方案是， 乘用車用鋼製車輪輪輻衝壓加工模具，其包括，上、下模架，分別呈門字形結構，並 相對設置，兩側分別通過導柱連接，其間設限位塊；切邊刀座，呈環形，設置於下模架中部， 中部開設一容置空間；若干切邊刀，分別設置於切邊刀座上；下模墊塊，設置於切邊刀座中 部容置空間內，墊塊中央開有中心通孔；下模芯，設置於下模墊塊上，下模芯中部凸起，並向 兩側斜向延伸；凸起中央開有中心通孔及中心通孔上部的凹槽；下衝模，設於下模芯凹槽 內，模中心設通孔；壓邊圈，設置於下模芯外緣，可上下移動；上頂模，彈簧連接於上模架， 對應設置於下模芯中部凸起，中部開有通孔；上模芯，呈環形結構，外緣下部周邊帶有刃口 ； 該上模芯套設於上頂模下部，對應於下模芯外側，其內側面形狀與下模芯外側形狀匹配，底 部與壓邊圈對應；並通過上模墊塊連接於上模架；上衝頭座，設置於上頂模中部的通孔內， 其中間設可以伸縮的中心孔頂料杆；上衝模，設置於上衝頭座下，對應下衝模；上衝模上開 有供中心孔頂料杆伸縮的通孔；上模墊塊，套置於上頂模外緣，下方對應下模芯，上方與上 模架相連；中心孔頂料杆，置於上衝頭座和上衝模內部，上方與彈簧連接，可伸縮式結構； 導柱，圓柱狀，設置於上下模架的四角，對應於上下模架的導柱孔內；壓邊圈座，圓環狀，設 置於壓邊圈下方，套置於下模墊塊外緣；壓邊圈座下方設有頂棒，壓邊圈可上下移動；頂 棒，圓柱狀，設置於壓邊圈座下方，下模架頂棒孔內，頂棒下方與壓機中頂杆相對應，通過壓 機中頂杆的升降來調節頂棒的升降。
進一步，本發明設有5把切邊刀，分別環設於切邊刀座上。 又，上衝模中間設有可伸縮、彈性連接的中心孔頂料杆，防止衝切廢料粘貼在上衝 模上。 另外，本發明在切邊刀座上設三把定位尺，分別位於放在切邊刀座的左右兩邊和 前端，成品字形布置，長方形板料放在定位尺間，其中，左定位尺比右定位尺長。
本發明一種乘用車用鋼製車輪輪輻衝壓加工工藝，其包括如下步驟
1)板料剪切 將長方形板料放在託料架 一 切邊刀座上，其左右兩邊和前端由定位尺定位；當壓 機向下行時，上模芯外緣下部周邊刃口與切邊刀同時對長方形板料進行剪切，形成輪輻板 料； 2)板料拉伸 將切邊後的輪輻板料放在壓邊圈上，通過上模芯和壓邊圈將輪輻板料壓緊下行； 在壓機下行過程中，輪輻板料中間部位首先與下模芯接觸阻止輪輻板料中間部位下行，輪 輻板料周邊沒有受到阻擋的部位繼續隨著上模芯和壓邊圈下行對輪輻板料進行拉伸；
3)衝輪輻中心孔 當壓機下行一定距離後，上頂模與輪輻板料中間部位接觸，由於上頂模與上模架 之間是彈簧連接，當上模架隨著壓機不斷下行時，彈簧不斷地壓緊，從而上頂模也不斷地壓 緊輪輻板料；當壓機繼續下行時，上衝模接觸到輪輻板料，通過上衝模和下衝模作用衝出輪 輻中心孔，由於輪輻板料上塗有潤滑油，為了防止從中心孔衝下來的圓料貼在上衝模上，通 過中心孔頂料杆將圓片料頂下，廢料通過模具中的廢料出口進行收集；
4)復位取料 壓機繼續下行，當上模架到達限位後，壓機停止下行開始返程，同時壓邊圈也在與 壓機中的頂杆對應的頂棒作用下緩緩地拖著拉伸後的輪輻板料上升，當上模架返程到一定 高度，壓邊圈也返回到初始位置後，將輪輻板料取下。 進一步，長方形板料在切邊刀座上的定位方式採用三把定位尺，分別位於放在託 料架上長方形板料的左右兩邊和前端，其中，左定位尺比右定位尺長。 本發明將長方形板料放在輪輻衝壓模具的下刀座上，通過左右和前方的定位尺實 現板料的定位，上模芯外緣下部周邊是刃口，內部是拉伸模腔。當上模芯下行接觸工件時， 上模芯外緣下部周邊刃口先將板料剪切成輪輻片料，上模芯繼續下行實現片料的拉伸衝中 心孔工藝。 本發明輪輻落料拉伸複合模工藝與傳統工藝相比， 1、減少了多次定位帶來的累積誤差，從而保證了中心孔與輪輻外緣的同軸度
輪輻落料拉伸後形狀見圖4、圖5所示，此時中心孔和輪輻外緣應保持良好的同軸 度，這樣輪輻在成型翻邊後中心孔和輪輻外圓才能保持良好的同軸度，輪輻具有良好的同 軸度是保證總成後車輪避免出現過大徑向跳動的必要條件。 由圖1 圖3可知，將方板料落成帶圓弧的板料需定一次位，以保證4段圓弧在同 一圓周上，將帶有圓弧的板料拉伸時，對板料還需定一次位，以保證中心孔和輪輻邊緣的同 軸度。由於模具的加工精度限制以及工藝的自身缺陷，在完成落料和拉伸兩道工序後，誤差 的積累往往使輪輻中心孔和外邊緣的同軸度較差，從而易引起車輪的徑向跳動。
2 、減少了加工工序，提高了輪輻的生產效率 原先的兩道工序現在合成一道工序，顯然節省了生產時間。假設原先兩道加工工 序生產輪輻需要20秒，現在合成一道工序後，完成同樣的事情需要15秒，即生產每個輪輻 節省5秒。如果一個班生產2000個輪輻，只是通過改進落料拉伸複合模就能節省時間近 2. 8小時。 3、節約成本 落料拉伸複合模是集落料和拉伸於一身，將原先的兩副模具合成為一幅模具，首 先節約了開模成本。其次，由於減少了一道工序，同時也減少了相應的操作人員，從而也減 少了人力成本。再則，生產輪輻不一定非要將板料剪切成方料，可以只剪切成長方形條料即 可，如果按剪切刀數計算加工費用的話，剪切刀數要比以前少2/3，因此剪切成本也會相應 的減少2/3。
圖1 圖3為現有方板料落料成帶圓弧板料的示意圖；
圖4、圖5為本發明長方形板料落料的示意圖；
圖6為本發明的衝壓加工模具的結構示意圖；
圖7為本發明落料定位的示意圖。
具體實施例方式
參見圖6、圖7，本發明的乘用車用鋼製車輪輪輻衝壓加工模具，其包括，上模架 12、下模架1，分別呈門字形結構，並相對設置，兩側分別通過導柱2連接，其間設限位塊3 ; 切邊刀座4，呈環形，設置於下模架1中部，中部開設一容置空間；5把切邊刀IO，分別設置 於切邊刀座4上；下模墊塊8，設置於切邊刀座4中部容置空間內，墊塊中央開有中心通孔；
下模芯7，設置於下模墊塊8上，並設一定位圈9 ;下模芯7中部凸起，並向兩側斜向延伸；凸
起中央開有中心通孔及中心通孔上部的凹槽；下衝模13，設於下模芯凹槽72內，模中心設 通孔；壓邊圈5，設置於下模芯7外緣，可上下移動；上頂模17，彈簧連接於上模架12，對應 設置於下模芯7中部凸起，中部開有通孔；上模芯19，呈環形結構，外緣下部周邊帶有刃口 ；
該上模芯19套設於上頂模17下部，對應於下模芯7外側，其內側面形狀與下模芯7外側形
狀匹配，底部與壓邊圈5對應；並通過上模墊塊18連接於上模架12 ;上衝頭座16，設置於上
頂模中部的通孔內，其中間設可以伸縮的中心孔頂料杆15 ;上衝模14，設置於上衝頭座16
下，對應下衝模13 ;上衝模14上開有供中心孔頂料杆15伸縮的通孔；上模墊塊18，套置於
上頂模17外緣，下方對應下模芯7，上方與上模架12相連；中心孔頂料杆15，置於上衝頭座 16和上衝模14內部，上方與彈簧連接，可伸縮；導柱2，圓柱狀，設置於上下模架12、 1的四 角，對應於上、下模架12、1的導柱孔內導套22內；壓邊圈座6，圓環狀，設置於壓邊圈5下
方，套置於下模墊塊8外緣；壓邊圈座6下方設有頂棒11 ，壓邊圈5可上下移動；頂棒11 ，圓
柱狀，設置於壓邊圈座6下方，下模架1頂棒孔內，頂棒下方與壓機中頂杆相對應，通過壓機 中頂杆的升降來調節頂棒的升降；三把定位尺20、20' 、20"，設置於切邊刀座4上，成品字形 布置，長方形板料21放在定位尺20 、20' 、20"間。 上衝模中間設有可伸縮、彈性連接的中心孔頂料杆，防止衝切廢料粘貼在上衝模
6上。 加工時，切邊後的輪輻板料此時放在壓邊圈5上，通過上模芯19和壓邊圈5將輪 輻板料壓緊下行。在壓機下行過程中，輪輻板料中間部位首先與下模芯7接觸阻止輪輻板 料中間部位下行，輪輻板料周邊沒有受到阻擋的部位繼續隨著上模芯19和壓邊圈5下行對 板料進行拉伸。 當壓機下行一定距離後，上頂模17接觸到輪輻板料，由於上頂模17與上模架 12 (上模架連接到工具機上)之間是彈簧連接，當上模架12隨著壓機不斷下行時，彈簧不斷地 壓緊，從而上頂模17也不斷地壓緊輪輻板料。 當壓機繼續下行時，上衝模14接觸到工件，通過上衝模14和下衝模13作用衝出
輪輻中心孔。由於板料上塗有潤滑油，為了防止從中心孔衝下來的圓料貼在上衝模14上，
通過中心孔頂料杆15將圓片料頂下，廢料通過模具中的廢料出口進行收集。 壓機繼續下行，當上模架到達限位後，壓機停止下行開始返程，同時壓邊圈也在頂
棒(與壓機中的頂杆對應)作用下緩緩地拖著拉伸後的輪輻板料上升，當上模架返程到一
定高度，壓邊圈也返回到初始位置後，工人將輪輻板料取下。 參見圖7，本發明輪輻落料拉伸複合模的定位 現有技術由於原落料模和拉伸模分別定位，兩次定位的誤差積累會使拉伸後的輪 輻中心孔和輪輻邊緣的同軸度較差，從而會最終影響車輪的徑向跳動。 本發明落料拉伸複合模採取一次定位的方式，減少了由於原落料和拉伸採取兩次 定位的積累誤差，同時落料拉伸複合模左定位尺較長，更加保證了定位精度，從而保證了車 輪的徑向跳動在允許範圍內。 長方形板料21在切邊刀座4上的定位方式採用三把定位尺20、20' 、20"，分別位 於放在切邊刀座4上長方形板料21的左右兩邊和前端，其中，左側定位尺20比右側定位尺 20'長；5把切邊刀IO，分別設置於切邊刀座4上。 綜上所述，本發明將落料和拉伸工藝合二為一，採用一次定位的方式保證輪輻中 心孔和輪輻外緣的同軸度，以保證輪輻的加工質量，也保證了兩次定位所產生的外觀質量 (逃邊、增厚和減薄四角不均)，同時減少了人員成本和模具加工成本，提高了輪輻的生產 節拍。而且在整個輪輻生產工藝上也有了改變，落料拉伸複合比現有技術減少一道工序，這 樣將大大提高了生產效率。
權利要求
乘用車用鋼製車輪輪輻衝壓加工模具，設置於壓機上，其特徵是，包括，上、下模架，分別呈門字形結構，並相對設置，上、下模架兩側分別通過導柱連接，其間設限位塊；切邊刀座，呈環形，設置於下模架中部，中部開設一容置空間；若干切邊刀，分別設置於切邊刀座上；下模墊塊，設置於切邊刀座中部容置空間內，墊塊中央開有中心通孔；下模芯，設置於下模墊塊上，下模芯中部凸起，並向兩側斜向延伸；凸起中央開有中心通孔及中心通孔上部的凹槽；下衝模，設於下模芯凹槽內，模中心設通孔；壓邊圈，設置於下模芯外緣，可上下移動；上頂模，彈簧連接於上模架，對應設置於下模芯中部凸起，中部開有通孔；上模芯，呈環形結構，外緣下部周邊帶有刃口；該上模芯套設於上頂模下部，對應於下模芯外側，其內側面形狀與下模芯外側形狀匹配，底部與壓邊圈對應；並通過上模墊塊連接於上模架；上衝頭座，設置於上頂模中部的通孔內，其中間設可以伸縮的中心孔頂料杆；上衝模，設置於上衝頭座下，對應下衝模；上衝模上開有供中心孔頂料杆伸縮的通孔；上模墊塊，套置於上頂模外緣，下方對應下模芯，上方與上模架相連；中心孔頂料杆，置於上衝頭座和上衝模內部，上方與彈簧連接，可伸縮式結構；導柱，圓柱狀，設置於上下模架的四角，對應於上下模架的導柱孔內；壓邊圈座，圓環狀，設置於壓邊圈下方，套置於下模墊塊外緣；頂棒，圓柱狀，設置於壓邊圈座下方，下模架頂棒孔內，頂棒下方與壓機中頂杆相對應，通過壓機中頂杆的升降來調節頂棒的升降，使壓邊圈可上下移動。
2. 如權利要求1所述的乘用車用鋼製車輪輪輻衝壓加工模具，其特徵是，設有5把切邊刀，分別環設於切邊刀座上。
3. 如權利要求1所述的乘用車用鋼製車輪輪輻衝壓加工模具，其特徵是，所述的上衝模中間設有可伸縮、彈性連接的中心孔頂料杆。
4. 如權利要求1所述的乘用車用鋼製車輪輪輻衝壓加工模具，其特徵是，切邊刀座上設三把定位尺，分別位於放在切邊刀座的左右兩邊和前端，成品字形布置，長方形板料放在定位尺間，其中，左定位尺比右定位尺長。
5. 乘用車用鋼製車輪輪輻衝壓加工工藝，其包括如下步驟1) 板料剪切將長方形板料放在託料架 一 切邊刀座上，其左右兩邊和前端由定位尺定位；當壓機向下行時，上模芯外緣下部周邊刃口與切邊刀同時對長方形板料進行剪切，形成輪輻板料；2) 板料拉伸將切邊後的輪輻板料放在壓邊圈上，通過上模芯和壓邊圈將輪輻板料壓緊下行；在壓機下行過程中，輪輻板料中間部位首先與下模芯接觸阻止輪輻板料中間部位下行，輪輻板料周邊沒有受到阻擋的部位繼續隨著上模芯和壓邊圈下行對輪輻板料進行拉伸；3) 衝輪輻中心孔當壓機下行一定距離後，上頂模與輪輻板料中間部位接觸，由於上頂模與上模架之間是彈簧連接，當上模架隨著壓機不斷下行時，彈簧不斷地壓緊，從而上頂模也不斷地壓緊輪輻板料；當壓機繼續下行時，上衝模接觸到輪輻板料，通過上衝模和下衝模作用衝出輪輻中心孔，由於輪輻板料上塗有潤滑油，為了防止從中心孔衝下來的圓料貼在上衝模上，通過中心孔頂料杆將圓片料頂下，廢料通過模具中的廢料出口進行收集；4)復位取料壓機繼續下行，當上模架到達限位後，壓機停止下行開始返程，同時壓邊圈也在與壓機中的頂杆對應的頂棒作用下緩緩地拖著拉伸後的輪輻板料上升，當上模架返程到一定高度，壓邊圈也返回到初始位置後，將輪輻板料取下。
6.如權利要求5所述的乘用車用鋼製車輪輪輻衝壓加工工藝，其特徵是，長方形板料在切邊刀座上的定位方式採用三把定位尺，分別位於放在託料架上長方形板料的左右兩邊和前端，其中，左定位尺比右定位尺長。
全文摘要
乘用車用鋼製車輪輪輻衝壓加工工藝，包括如下步驟1)板料剪切，將長方形板料放在託料架上，其左右、前端由定位尺定位；壓機向下行，上模芯外緣下部周邊刃口與切邊刀同時對板料剪切，形成輪輻板料；2)板料拉伸，將切邊後的輪輻板料放在壓邊圈上，通過上模芯和壓邊圈將輪輻板料壓緊下行；在壓機下行過程中，輪輻板料中部首先與下模芯接觸阻止輪輻板料中部下行，輪輻板料周邊沒有受到阻擋的部位繼續隨著上模芯和壓邊圈下行對輪輻板料進行拉伸；3)衝輪輻中心孔；4)復位取料。本發明將落料和拉伸工藝合二為一，採用一次定位的方式保證輪輻中心孔和輪輻外緣的同軸度，保證輪輻的加工質量；而且，比現有技術減少一道工序，大大提高生產效率。
文檔編號B21D53/26GK101780502SQ20091005220
公開日2010年7月21日 申請日期2009年5月27日 優先權日2009年5月27日
發明者亓峰, 劉慧青, 張義慶, 朱森林, 薛峰, 陳志豪 申請人:上海寶鋼車輪有限公司