5度斜底板材轮辋关键工序浅析

文/周永红·吉凯恩车轮（连云港）有限公司

导 语

5°斜底板材轮辋滚形过程容易出现跑偏，且滚形设备使用具有很大的局限性，加长下料长度并设计收缩模具，开裂问题得以解决。设计应用限位装置，既可以解决跑偏问题，还能大大提高设备的利用率。

车轮与充气轮胎构成一个压力容器，并与轮毂、车轴构成一个承载系统，承载整个车辆及车辆所要求的载重。本文介绍的车轮轮辋为5°斜底板材轮辋，它与弹性挡圈一起配合固定轮胎使用，如图1所示，该车轮是木材加工厂用的两头忙装载机上的车轮，属于小众产品。5°斜底板材轮辋、SDC半深槽板材轮辋均属于小众产品，若是大批量轮辋生产则会采用冶金部标准YB/T 5227—2005 《汽车车轮轮辋用热轧型钢》中的型钢轮辋。

图1 5°斜底板材轮辋型车轮

加工现状

加工工艺

图2 轮缘大边加工工艺

图3 锁圈槽小边加工工艺

滚形加工设备

滚形加工采用龙门式滚形机，如图4所示，此设备为滚形专用设备。

图4 龙门式滚形机

上述工艺方案，只适用于常规的5°斜底板材轮辋加工，不适用于24-13.0的5°斜底板材轮辋加工，因为，在实际试制过程中，扩喇叭口时轮辋有开裂现象，滚形Ⅰ工序滚轮辋小边时，未滚出小边，全部跑偏到轮缘大边。

问题分析

产品材料设计要求：材质Q235B、板厚8mm，经过验算，扩喇叭口的最大尺寸伸长率约等于材质Q235B伸长率的26%，故有开裂现象。产品轮辋中轮缘大边部分尺寸有增高变化，扩喇叭口周长尺寸相对增加，这个问题是我们在制定工艺方案时没有考虑到的。

通常，行业中规定用于滚形5°斜底板材轮辋的龙门式滚形机，其滚形模的设计直径不得小于标定直径的8%，即20-13.0的滚形模直径约为467mm（25.4×20×92%），而24-13.0的滚形模直径约为561mm，两者直径相差94mm。

图5 滚形跑偏示意图

解决方案

加长下料长度

其方法是在下料时将下料长度在原下料尺寸的基础上加长5%，这样就会造成卷圆后小边直径增大。增大部分直径只有收缩，才能使小边直径回到原工艺设定的尺寸，其余不变。采用收缩模具，如图6所示，将加长的5%收缩回来，而大边不收缩。

图6 收缩模具

采用这种方法，工艺路线就变为：①下条料、②卷圆、③焊接、④收缩、⑤扩喇叭口、⑥压形、⑦滚形Ⅰ、⑧滚形Ⅱ、⑨冲气门孔、⑩车两端。改进后的轮缘大边加工工艺如图7所示。

图7 改进后的轮缘大边加工工艺

设计限位装置

针对上述跑偏现象，设计了一套左右限位装置，左限位为主限位装置，由于受到上滚模轴套空间限制，设计成图8中所示形状，并将其固定在床身下底板上，不旋转。其限位面与下滚模限位面平齐，并保持与下滚模有2mm间隙，以避开下滚模旋转。右限位固定在挡板上，与挡板一同旋转，因其直径受到上滚模轴套空间限制，故只能起到辅助限位的作用。通过加装限位装置，解决了滚形Ⅰ工序滚锁圈槽小边时出现的跑偏现象，但在成形滚时依然有15%的跑偏现象，于是再在滚形Ⅱ工序中增加一套左右限位装置，跑偏现象彻底解决。

图8 限位装置

结束语

通过研究改进，不仅解决了轮辋滚形跑偏问题，提高了轮辋加工质量，更是打破了滚形5°斜底板材轮辋的龙门式滚形机其滚形模设计直径不得小于标定直径8%的传统，大大提高了滚形设备的利用率，减少模具费用，降低了成本。也就是说，只要工件能放进龙门式滚形机，滚形模就能滚，20-13.0的滚形模不仅能滚24-13.0的轮辋，还可以滚25-14.0、26-15.0等高轮缘的5°斜底板材轮辋，也包括轮辋轮廓、工艺近似的SDC半深槽板材轮辋。