5度斜底板材輪輞關鍵工序淺析

文/周永紅·吉凱恩車輪（連云港）有限公司

導 語

5°斜底板材輪輞滾形過程容易出現(xiàn)跑偏，且滾形設備使用具有很大的局限性，加長下料長度并設計收縮模具，開裂問題得以解決。設計應用限位裝置，既可以解決跑偏問題，還能大大提高設備的利用率。

車輪與充氣輪胎構成一個壓力容器，并與輪轂、車軸構成一個承載系統(tǒng)，承載整個車輛及車輛所要求的載重。本文介紹的車輪輪輞為5°斜底板材輪輞，它與彈性擋圈一起配合固定輪胎使用，如圖1所示，該車輪是木材加工廠用的兩頭忙裝載機上的車輪，屬于小眾產(chǎn)品。5°斜底板材輪輞、SDC半深槽板材輪輞均屬于小眾產(chǎn)品，若是大批量輪輞生產(chǎn)則會采用冶金部標準YB/T 5227—2005 《汽車車輪輪輞用熱軋型鋼》中的型鋼輪輞。

圖1 5°斜底板材輪輞型車輪

加工現(xiàn)狀

加工工藝

圖2 輪緣大邊加工工藝

圖3 鎖圈槽小邊加工工藝

滾形加工設備

滾形加工采用龍門式滾形機，如圖4所示，此設備為滾形專用設備。

圖4 龍門式滾形機

上述工藝方案，只適用于常規(guī)的5°斜底板材輪輞加工，不適用于24-13.0的5°斜底板材輪輞加工，因為，在實際試制過程中，擴喇叭口時輪輞有開裂現(xiàn)象，滾形Ⅰ工序滾輪輞小邊時，未滾出小邊，全部跑偏到輪緣大邊。

問題分析

產(chǎn)品材料設計要求：材質Q235B、板厚8mm，經(jīng)過驗算，擴喇叭口的最大尺寸伸長率約等于材質Q235B伸長率的26%，故有開裂現(xiàn)象。產(chǎn)品輪輞中輪緣大邊部分尺寸有增高變化，擴喇叭口周長尺寸相對增加，這個問題是我們在制定工藝方案時沒有考慮到的。

通常，行業(yè)中規(guī)定用于滾形5°斜底板材輪輞的龍門式滾形機，其滾形模的設計直徑不得小于標定直徑的8%，即20-13.0的滾形模直徑約為467mm（25.4×20×92%），而24-13.0的滾形模直徑約為561mm，兩者直徑相差94mm。

圖5 滾形跑偏示意圖

解決方案

加長下料長度

其方法是在下料時將下料長度在原下料尺寸的基礎上加長5%，這樣就會造成卷圓后小邊直徑增大。增大部分直徑只有收縮，才能使小邊直徑回到原工藝設定的尺寸，其余不變。采用收縮模具，如圖6所示，將加長的5%收縮回來，而大邊不收縮。

圖6 收縮模具

采用這種方法，工藝路線就變?yōu)椋孩傧聴l料、②卷圓、③焊接、④收縮、⑤擴喇叭口、⑥壓形、⑦滾形Ⅰ、⑧滾形Ⅱ、⑨沖氣門孔、⑩車兩端。改進后的輪緣大邊加工工藝如圖7所示。

圖7 改進后的輪緣大邊加工工藝

設計限位裝置

針對上述跑偏現(xiàn)象，設計了一套左右限位裝置，左限位為主限位裝置，由于受到上滾模軸套空間限制，設計成圖8中所示形狀，并將其固定在床身下底板上，不旋轉。其限位面與下滾模限位面平齊，并保持與下滾模有2mm間隙，以避開下滾模旋轉。右限位固定在擋板上，與擋板一同旋轉，因其直徑受到上滾模軸套空間限制，故只能起到輔助限位的作用。通過加裝限位裝置，解決了滾形Ⅰ工序滾鎖圈槽小邊時出現(xiàn)的跑偏現(xiàn)象，但在成形滾時依然有15%的跑偏現(xiàn)象，于是再在滾形Ⅱ工序中增加一套左右限位裝置，跑偏現(xiàn)象徹底解決。

圖8 限位裝置

結束語

通過研究改進，不僅解決了輪輞滾形跑偏問題，提高了輪輞加工質量，更是打破了滾形5°斜底板材輪輞的龍門式滾形機其滾形模設計直徑不得小于標定直徑8%的傳統(tǒng)，大大提高了滾形設備的利用率，減少模具費用，降低了成本。也就是說，只要工件能放進龍門式滾形機，滾形模就能滾，20-13.0的滾形模不僅能滾24-13.0的輪輞，還可以滾25-14.0、26-15.0等高輪緣的5°斜底板材輪輞，也包括輪輞輪廓、工藝近似的SDC半深槽板材輪輞。