CN114289629A

CN114289629A - 轮辋的成型方法

Info

Publication number: CN114289629A
Application number: CN202111679024.0A
Authority: CN
Inventors: 金向勇; 熊东东; 丁容
Original assignee: Zhejiang Jingu Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Jingu Co Ltd
Priority date: 2021-12-31
Filing date: 2021-12-31
Publication date: 2022-04-08

Abstract

本发明提供了一种轮辋的成型方法，包括将呈筒状的轮辋基材置于成型模具的容纳腔内并封闭容纳腔；向容纳腔内通入高温气体，以对轮辋基材进行预加热；向容纳腔内通入高压气体，以使轮辋基材在高压环境中扩张并紧贴成型模具的至少一个型芯，以完成轮辋基材的外周面的热成型；当轮辋基材的外周面成型后，停止向容纳腔内通高压气体，并向成型模具的过流腔不断地通入冷却液，以冷却成型模具以及成型的轮辋基材。本发明解决了现有技术中的轮辋的技工工艺过程较为繁琐复杂，无法确保轮辋的加工制造效率的问题。

Description

轮辋的成型方法

技术领域

本发明涉及轮辋的加工制造技术领域，具体而言，涉及一种轮辋的成型方法。

背景技术

现有技术中，轮辋的制造方法通常是将板状毛坯卷圆后形成筒状的轮辋基材，再对轮辋基材进行扩口作业，经扩口作业后的轮辋基材的外周面通过辊型机滚压后成型，上述的轮辋的加工工艺过程较为繁琐复杂，无法确保轮辋的加工制造效率。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种轮辋的成型方法，以解决现有技术中的轮辋的技工工艺过程较为繁琐复杂，无法确保轮辋的加工制造效率的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种轮辋的成型方法，包括将呈筒状的轮辋基材置于成型模具的容纳腔内并封闭容纳腔；向容纳腔内通入高温气体，以对轮辋基材进行预加热；向容纳腔内通入高压气体，以使轮辋基材在高压环境中扩张并紧贴成型模具的至少一个型芯，以完成轮辋基材的外周面的热成型；当轮辋基材的外周面成型后，停止向容纳腔内通高压气体，并向成型模具的过流腔不断地通入冷却液，以冷却成型模具以及成型的轮辋基材。

进一步地，通入高温气体的加热时长为t1，其中，3min≤t1≤10min。

进一步地，将轮辋基材预加热至第一温度T1，其中，900℃≤T1≤950℃。

进一步地，向容纳腔内通入的高压气体的压力为P1，其中，5MPa≤P1≤20MPa。

进一步地，向过流腔通入的冷却液的第二温度为T2，其中，3℃≤T2≤10℃。

进一步地，冷却液的流量为Q，其中，20m³/min≤Q≤100m³/min。

进一步地，冷却液的压力为P2，其中，3MPa≤P2≤10MPa。

进一步地，向容纳腔内通入冷却液，以使成型的轮辋基材冷却至第三温度T3，其中，T3≤250℃。

进一步地，成型的轮辋基材的冷却时长为t2，其中，8s≤t2≤15s。

进一步地，当成型的轮辋基材冷却至第三温度T3之后，通过激光将相邻的两个成型的轮辋基材之间进行切割，以一次完成至少两个轮辋的成型。

应用本发明的技术方案，通过将呈筒状的轮辋基材置于成型模具的容纳腔内并封闭容纳腔；向容纳腔内通入高温气体，以对轮辋基材进行预加热；向容纳腔内通入高压气体，以使轮辋基材在高压环境中扩张并紧贴成型模具的至少一个型芯，以完成轮辋基材的外周面的热成型；当轮辋基材的外周面成型后，停止向容纳腔内通高压气体，并向成型模具的过流腔不断地通入冷却液，以冷却成型模具以及成型的轮辋基材，这样，经过预加热后的轮辋基材的材料具有流动性，为后续的内高压热成型做准备，此外，相比于现有的从扩口工序到滚型工序再到精整工序的繁琐工艺过程，本申请仅需要通过内高压热成型的成型模具便完成了轮辋的热成型工艺，大大减少了加工设备的同时，还提升了轮辋成型的效率，此外，通过本申请提供的成型模具生产出来的轮辋的结构强度远远大于采用现有的常规工艺成型的轮辋的结构强度，且轮辋成型过程中内的减薄率也得到了有效控制。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的一种可选实施例的轮辋的成型方法的流程示意图；

图2示出了根据本发明的一种可选实施例的制作轮辋的成型模具的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、轮辋基材；10、基座；20、成型结构；21、容纳腔；211、型芯；22、成型块；23、过流腔；24、冷却液入口；25、冷却液出口；30、密封端盖。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决现有技术中的轮辋的技工工艺过程较为繁琐复杂，无法确保轮辋的加工制造效率的问题，本发明提供了一种轮辋的成型方法。

如图1所示，轮辋的成型方法包括将呈筒状的轮辋基材1置于成型模具的容纳腔21内并封闭容纳腔21；向容纳腔21内通入高压气体，以使轮辋基材1在高压环境中扩张并紧贴成型模具的至少一个型芯211，以完成轮辋基材1的外周面的热成型；当轮辋基材1的外周面成型后，停止向容纳腔21内通高压气体，并向成型模具的过流腔23不断地通入冷却液，以冷却成型模具以及成型的轮辋基材1。

通过将呈筒状的轮辋基材1置于成型模具的容纳腔21内并封闭容纳腔21；向容纳腔21内通入高温气体，以对轮辋基材1进行预加热；向容纳腔21内通入高压气体，以使轮辋基材1在高压环境中扩张并紧贴成型模具的至少一个型芯211，以完成轮辋基材1的外周面的热成型；当轮辋基材1的外周面成型后，停止向容纳腔21内通高压气体，并向成型模具的过流腔不断地通入冷却液，以冷却成型模具以及成型的轮辋基材1，这样，经过预加热后的轮辋基材1的材料具有流动性，为后续的内高压热成型做准备，此外，相比于现有的从扩口工序到滚型工序再到精整工序的繁琐工艺过程，本申请仅需要通过内高压热成型的成型模具便完成了轮辋的热成型工艺，大大减少了加工设备的同时，还提升了轮辋成型的效率，此外，通过本申请提供的成型模具生产出来的轮辋的结构强度远远大于采用现有的常规工艺成型的轮辋的结构强度，且轮辋成型过程中内的减薄率也得到了有效控制。

可选地，通入高温气体的加热时长为t1，其中，3min≤t1≤10min。这样，通过优化通入高温气体的加热时长t1，确保通入容纳腔21内的高温气体能够对轮辋基材1进行有效加热，确保轮辋基材1能够达到热成型所需的预设温度。

当然，通入高温气体的加热时长为t1会根据轮辋基材1的不同材质和厚度的变化而变化。

可选地，将轮辋基材1预加热至第一温度T1，其中，900℃≤T1≤950℃。这样，通过优化第一温度T1，确保经过预加热后的轮辋基材1的材料的流动可靠性，从而便于后续的热成型。

可选地，向容纳腔21内通入的高压气体的压力为P1，其中，5MPa≤P1≤20MPa。这样，通过优化向容纳腔21内通入的高压气体的压力P1，确保轮辋基材1的外周面能够在高压环境中扩张并与型芯211贴合，由于型芯211为凸起设置的，在轮辋基材1的外周面扩张的过程中完成成型。

可选地，高压气体可以是惰性气体，比如氩气。

可选地，向过流腔23通入的冷却液的第二温度为T2，其中，3℃≤T2≤10℃。这样，通过优化向过流腔通入的冷却液的第二温度T2，确保冷却液能够起到与成型模具有效的换热作用，从而起到对轮辋基材1的有效地冷却作用。

可选地，冷却液的流量为Q，其中，20m³/min≤Q≤100m³/min。这样，确保持续不断地流经过流腔23的冷却液能够与成型模具完成热交换后接着从过流腔23排出，并流入新的冷却液以再次进行热交换，成型模具的温度降低的同时，成型模具的型芯211与轮辋基材1进行热交换，直至将轮辋基材1冷却至第三温度T3，通过优化冷却液的流量Q，在确保轮辋基材1能够被有效冷却的同时，还避免了冷却液的浪费。

可选地，冷却液的压力为P2，其中，3MPa≤P2≤10MPa。

可选地，向容纳腔21内通入冷却液，以使成型的轮辋基材1冷却至第三温度T3，其中，T3≤250℃。这样，确保冷却后的轮辋基材1的材料能够从铁素体转换成马氏体组织，即，轮辋基材1的材料强度由呈筒状时的抗拉强度400MPa，提升至1300Mpa及以上。

可选地，成型的轮辋基材1的冷却时长为t2，其中，8s≤t2≤15s。

需要说明的是，在本申请中，当成型的轮辋基材1冷却至第三温度T3之后，通过激光将相邻的两个成型的轮辋基材1之间进行切割，以一次完成至少两个轮辋的成型。

如图2所示，制作轮辋的成型模具包括基座10、成型结构20、密封端盖30和充气管路，其中，成型结构20与基座10连接，成型结构20具有用于容纳呈筒状的轮辋基材1的容纳腔21，且容纳腔21的腔壁面上凸出设置有用于对轮辋基材1的外周面进行成型的型芯211；密封端盖30盖设在容纳腔21的腔口处，以封闭容纳腔21；充气管路的一端与容纳腔21连通，充气管路的另一端与外界高压气源连通。

通过将呈筒状的轮辋基材1置于成型结构20的容纳腔21内，并用密封端盖30封闭容纳腔21，再通过充气管路向容纳腔21内充入高压气体，使得容纳腔21内的轮辋基材1在高压环境中扩张，且轮辋基材1的外周面与型芯211紧贴并实现热成型，整个工艺过程中较为方便快捷，且所需设备较少，此外，通过本申请提供的成型模具制造出的轮辋的结构强度远远大于通过现有的常规工艺制造出的轮辋的结构强度，且轮辋成型过程中的减薄率也得到了有效控制。

需要说明的是，在本申请中，在向容纳腔21内通入高压气体之前，先通入高温气体并持续3至10分钟，以对轮辋基材1进行预加热。

当然，也可以在其他加热设备上对轮辋基材1进行预加热，再将完成预加热的轮辋基材1置于容纳腔21。

需要说明的是，在本申请中，成型结构20呈环状，呈环状的成型结构20包括至少两个成型块22，各成型块22均与基座10活动连接，以使各成型块22均具有沿成型结构20的径向向内运动以围成容纳腔21的工作位置，以及各成型块22均具有沿成型结构20的径向向外运动以避让轮辋基材1的避让位置。这样，通过移动各成型块22至避让位置，为安装呈筒状的轮辋基材1预留操作空间，确保呈筒状的轮辋基材1的安装便捷性。

如图2所示，成型结构20包括两个成型块22，两个成型块22均呈半圆环状。

需要说明的是，在本申请中，考虑到成型结构20包括至少两个成型块22组成，即，容纳腔21的轴向两端均为敞口状，为了确保容纳腔21的密封可靠性，如图2所示，密封端盖30为两个，两个密封端盖30分别盖设在成型结构20的轴向两端的腔口处。这样，确保两个密封端盖30能够对容纳腔21进行有效密封，从而确保后续充进的高压气体不会出现泄漏现象。

如图2所示，型芯211为多个，多个型芯211沿成型结构20的轴向相间隔地设置。这样，确保成型模具能够一次性成型多个轮辋的外周面，轮辋的外周面热成型结束后，通过激光进行切割，以实现一次完成多个轮辋的热成型。

可选地，各型芯211的外形轮廓均相同。这样，确保成型模具能够一次性实现同一型号的多个轮辋的外周面的热成型。

当然，多个型芯211中至少一个型芯211的外轮廓线与其余型芯211的外轮廓线不相同。这样，确保成型模具能够一次性实现不同型号的多个轮辋的外周面的热成型，大大提升了成型模具的适用范围。

如图2所示，成型结构20具有过流腔23以及与过流腔23连通的冷却液入口24和冷却液出口25，其中，冷却液入口24与外界冷却液源连通，冷却液出口25与外界排水管路连通。这样，在轮辋的外周面完成热成型后，通过向过流腔23不断的通入冷却液，使得冷却液能够及时与成型结构20进行热交换，且由于轮辋的外周面与型芯211相贴合，同时也与轮辋进行了热交换，从而达到对轮辋的冷却的目的，使得轮辋的材料由铁素体转换成马氏体组织，此时的轮辋的材料强度由轮辋基材1时的400MPa提升至1300MPa及以上。

可选地，过流腔23沿成型结构20的轴向延伸设置。这样，确保通过过流腔23的冷却液能够及时带走成型结构20上的热量。

可选地，过流腔23为多个，多个过流腔23绕成型结构20的周向相间隔地设置，冷却液入口24和冷却液出口25均为多个，多个冷却液入口24和多个冷却液出口25均与多个过流腔23一一对应地设置。这样，确保过流腔23能够尽可能地遍布成型后的轮辋的外周面，进而确保同时向多个过流腔23内不断地充入流动的冷却液能够与成型的轮辋进行有效换热，即，增大了换热面积。

可选地，过流腔23沿成型结构20的轴向延伸的同时沿成型结构20的周向延伸设置。这样，确保同一个成型块22上的过流腔23为完整的一个，增大了换热面积，从而确保冷却液能够与成型的轮辋进行有效换热。

需要说明的是，上述的过流腔23均开设在成型块22上。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种轮辋的成型方法，其特征在于，包括：

将呈筒状的轮辋基材(1)置于成型模具的容纳腔(21)内并封闭所述容纳腔(21)；

向所述容纳腔(21)内通入高温气体，以对所述轮辋基材(1)进行预加热；

向所述容纳腔(21)内通入高压气体，以使所述轮辋基材(1)在高压环境中扩张并紧贴所述成型模具的至少一个型芯(211)，以完成所述轮辋基材(1)的外周面的热成型；

当所述轮辋基材(1)的外周面成型后，停止向所述容纳腔(21)内通高压气体，并向所述成型模具的过流腔(23)不断地通入冷却液，以冷却所述成型模具以及成型的所述轮辋基材(1)。

2.根据权利要求1所述的轮辋的成型方法，其特征在于，通入高温气体的加热时长为t1，其中，3min≤t1≤10min。

3.根据权利要求1所述的轮辋的成型方法，其特征在于，将所述轮辋基材(1)预加热至第一温度T1，其中，900℃≤T1≤950℃。

4.根据权利要求1所述的轮辋的成型方法，其特征在于，向所述容纳腔(21)内通入的高压气体的压力为P1，其中，5MPa≤P1≤20MPa。

5.根据权利要求1所述的轮辋的成型方法，其特征在于，向所述过流腔(23)通入的冷却液的第二温度为T2，其中，3℃≤T2≤10℃。

6.根据权利要求1所述的轮辋的成型方法，其特征在于，所述冷却液的流量为Q，其中，20m³/min≤Q≤100m³/min。

7.根据权利要求1所述的轮辋的成型方法，其特征在于，所述冷却液的压力为P2，其中，3MPa≤P2≤10MPa。

8.根据权利要求1所述的轮辋的成型方法，其特征在于，向所述容纳腔(21)内通入所述冷却液，以使成型的所述轮辋基材(1)冷却至第三温度T3，其中，T3≤250℃。

9.根据权利要求1所述的轮辋的成型方法，其特征在于，成型的所述轮辋基材(1)的冷却时长为t2，其中，8s≤t2≤15s。

10.根据权利要求8所述的轮辋的成型方法，其特征在于，当成型的所述轮辋基材(1)冷却至第三温度T3之后，通过激光将相邻的两个成型的所述轮辋基材(1)之间进行切割，以一次完成至少两个轮辋的成型。