[發明專利]一種旋壓加工車輪工藝

在審

• 申請號: 201611024916.6
• 申請日: 2016-11-14
• 公開（公告）號: CN106734477A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 陳平澤
• 申請（專利權）人: 吉林省宏展實業有限責任公司
• 主分類號: B21D22/14
• 分類號: B21D22/14;B21D53/26
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所32237
• 代理人: 賀翔

技術領域

本發明涉及一種旋壓加工車輪的工藝方法，尤其涉及一種冷旋壓加工車輪的工藝方法。

背景技術

冷旋壓工藝加工一體車輪輪輞是一種較成熟的旋壓加工工藝，相對于卷制焊接輪轂加沖壓輪輻后焊接而成的車輪加工工藝、卷制焊接輪轂加旋壓輪輻后焊接而成的車輪加工工藝，得到的產品一體車輪為無焊縫的一體結構，具有明顯的安全性，外形也更加整齊美觀。

傳統的冷旋壓工藝加工的一體車輪多采用等體積原則裁制圓毛胚料。這種方法雖然簡單易行，但隱含了毛胚料一定屬于各向同性的先決條件。而實際冷旋壓加工因成本、供貨源等因素，多選用軋制鋼板切割成圓形毛胚料的工藝。軋制鋼板因工藝過程原因屬于各向異性，所以旋壓加工成型車輪外邊緣存在“凸耳”現象；同時，外邊緣也存在冷作硬化現象，加工時一般會采取切除外邊緣的方法，而“凸耳”現象會使需要切除的外邊緣的量增加，致使材料利用率降低。

發明內容

技術問題

本發明要解決的技術問題是提供一種旋壓加工車輪的工藝方法，尤其提供一種針對加工坯料的形狀進行特殊設計的旋壓加工車輪的工藝方法，充分考慮軋制鋼板具有各向異性的特性，以減少加工過程中“凸耳”的形成，并提高材料的利用率。

技術方案

為了解決上述的技術問題，本發明的旋壓加工車輪工藝包括下坯料、噴砂處理、定位、粗旋壓、精旋壓、反旋壓、滾型等步驟，其中，在下坯料步驟中，所述坯料平面形狀為橢圓形。

更進一步地，下坯料步驟中的坯料為軋制鋼板。

以下對本發明技術方案的原理結合附圖進行說明。

金屬材料經過軋制形成板材后其物理與機械性能在板平面內將不再均勻，出現板平面內各向異性。采用軋制薄板經剪切成圓形毛胚料再經旋壓形成回轉類筒形件時在邊緣上就會出現呈波浪形的高低錯落不均勻邊的現象，塑性成型加工領域把這種現象稱為“凸耳”現象。“凸耳”的形成是由于軋制工藝使薄板產生各向異性所致，其位置對稱于軋制方向。對于鋼或者是合金鋼薄板旋壓形成回轉類筒形件時一般有四個凸耳，它們的位置或者是在與軋制方向成45°的兩條直徑的端點上，或者是在與軋制方向各成0°和90^°的直徑的端點上。

厚向異性系數r,是評定板料壓縮類成形性能的一個重要參數。r值是板料試件單向拉伸試驗中寬度應變ε_b與厚度應變ε_t之比，即：

r＝ε_b/ε_t(1)

板料r值的大小，反映板平面方向與厚度方向應變能力的差異。r＝1時，為各向同性；r≠1時，為各向異性。當r＞1，說明板平面方向較厚度方向更容易變形，或者說板料不易變薄。r值與板料中晶粒的擇優取向有關，本質上是屬于板料各向異性的一個量度。r值與塑性加工成形性能有密切的關系，尤其是與塑性加工成形性能直接相關。板料的r值大，塑性加工成形性能時，有利于凸緣的切向收縮變形和提高塑性加工成形性能底部的承載能力。

板平面中最主要的三個方向是與軋制方向呈0°、45°和90°，相應的用r₀、r₄₅和r₉₀表示。由于不同方向上測得的數值是變化的，板料的厚向異性系數常用加權平均值表示：

r＝(r₀+r₉₀+2r₄₅)/4(2)

該值代表了板料的厚向異向性指標。

在主軸坐標下屈服準則即為：

σ_s為板材的面內單向拉伸屈服應力，σ₁、σ₂分別為主軸坐標下的最大應力。

式(3)為主軸坐標平面的橢圓方程，解得橢圓的長軸B和短軸A分別為：

工程上可以近似的認為應力橢圓對應于毛坯料橢圓存在比例關系，相應的應力橢圓的長軸B和短軸A對應毛坯料橢圓的長軸a和短軸b存在比例系數β，所以毛坯料橢圓的長軸a和短軸b分別與應力橢圓的長軸B和短軸A有式(6)與式(7)成立。

a＝βA(6)

b＝βB(7)

同時，在工程上認為毛坯料與旋壓成型后體積相等，圓毛坯料的體積V_R1＝πR²t等于使用該圓毛坯料旋壓成型后體積V_R2，橢圓毛坯料的體積V_T1＝πabt等于使用該橢圓毛坯料旋壓成型后體積V_T2，而使用橢圓毛坯料要比使用圓毛坯料節省n。