專利名稱：乘用車用鋼制車輪輪輻沖壓加工工藝及加工模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼制車輪輪輻制造領(lǐng)域，特別涉及乘用車用鋼制車輪輪輻沖壓加工工
藝及加工模具。
背景技術(shù)：
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(guān)鍵部件。 目前，生產(chǎn)鋼制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、沖螺栓孔翻邊、擠螺栓孔、沖風(fēng)孔、擠毛剌、打鋼印、精整等工序。 鋼制車輪輪輻的生產(chǎn)一般先將長形板料通過剪切落料工藝剪切成輪輻片料，然后 通過對片料進(jìn)行多次沖壓成型將片料加工成輪輻。在剪切落料后，對輪輻片料進(jìn)行拉伸沖 中心孔工藝，由于前一道剪切工藝和下一道拉伸沖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，同時會影響輪輻后續(xù)加工工藝的精度，進(jìn)而易引起車輪的徑向跳動。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種乘用車用鋼制車輪輪輻沖壓加工工藝及加工模具，將 落料和拉伸工藝合二為一，采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(zhì)量；而且，輪輻生產(chǎn)工藝比現(xiàn)有技術(shù)減少一道工序，大大提高生產(chǎn)效率。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是， 乘用車用鋼制車輪輪輻沖壓加工模具，其包括，上、下模架，分別呈門字形結(jié)構(gòu)，并 相對設(shè)置，兩側(cè)分別通過導(dǎo)柱連接，其間設(shè)限位塊；切邊刀座，呈環(huán)形，設(shè)置于下模架中部， 中部開設(shè)一容置空間；若干切邊刀，分別設(shè)置于切邊刀座上；下模墊塊，設(shè)置于切邊刀座中 部容置空間內(nèi)，墊塊中央開有中心通孔；下模芯，設(shè)置于下模墊塊上，下模芯中部凸起，并向 兩側(cè)斜向延伸；凸起中央開有中心通孔及中心通孔上部的凹槽；下沖模，設(shè)于下模芯凹槽 內(nèi)，模中心設(shè)通孔；壓邊圈，設(shè)置于下模芯外緣，可上下移動；上頂模，彈簧連接于上模架， 對應(yīng)設(shè)置于下模芯中部凸起，中部開有通孔；上模芯，呈環(huán)形結(jié)構(gòu)，外緣下部周邊帶有刃口 ； 該上模芯套設(shè)于上頂模下部，對應(yīng)于下模芯外側(cè)，其內(nèi)側(cè)面形狀與下模芯外側(cè)形狀匹配，底 部與壓邊圈對應(yīng)；并通過上模墊塊連接于上模架；上沖頭座，設(shè)置于上頂模中部的通孔內(nèi)， 其中間設(shè)可以伸縮的中心孔頂料桿；上沖模，設(shè)置于上沖頭座下，對應(yīng)下沖模；上沖模上開 有供中心孔頂料桿伸縮的通孔；上模墊塊，套置于上頂模外緣，下方對應(yīng)下模芯，上方與上 模架相連；中心孔頂料桿，置于上沖頭座和上沖模內(nèi)部，上方與彈簧連接，可伸縮式結(jié)構(gòu)； 導(dǎo)柱，圓柱狀，設(shè)置于上下模架的四角，對應(yīng)于上下模架的導(dǎo)柱孔內(nèi)；壓邊圈座，圓環(huán)狀，設(shè) 置于壓邊圈下方，套置于下模墊塊外緣；壓邊圈座下方設(shè)有頂棒，壓邊圈可上下移動；頂 棒，圓柱狀，設(shè)置于壓邊圈座下方，下模架頂棒孔內(nèi)，頂棒下方與壓機中頂桿相對應(yīng)，通過壓 機中頂桿的升降來調(diào)節(jié)頂棒的升降。
進(jìn)一步，本發(fā)明設(shè)有5把切邊刀，分別環(huán)設(shè)于切邊刀座上。 又，上沖模中間設(shè)有可伸縮、彈性連接的中心孔頂料桿，防止沖切廢料粘貼在上沖 模上。 另外，本發(fā)明在切邊刀座上設(shè)三把定位尺，分別位于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(fā)明一種乘用車用鋼制車輪輪輻沖壓加工工藝，其包括如下步驟
1)板料剪切 將長方形板料放在托料架 一 切邊刀座上，其左右兩邊和前端由定位尺定位；當(dāng)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(jìn)行剪切，形成輪輻板 料； 2)板料拉伸 將切邊后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(xù)隨著上模芯和壓邊圈下行對輪輻板料進(jìn)行拉伸；
3)沖輪輻中心孔 當(dāng)壓機下行一定距離后，上頂模與輪輻板料中間部位接觸，由于上頂模與上模架 之間是彈簧連接，當(dāng)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(dāng)壓機繼續(xù)下行時，上沖模接觸到輪輻板料，通過上沖模和下沖模作用沖出輪 輻中心孔，由于輪輻板料上涂有潤滑油，為了防止從中心孔沖下來的圓料貼在上沖模上，通 過中心孔頂料桿將圓片料頂下，廢料通過模具中的廢料出口進(jìn)行收集；
4)復(fù)位取料 壓機繼續(xù)下行，當(dāng)上模架到達(dá)限位后，壓機停止下行開始返程，同時壓邊圈也在與 壓機中的頂桿對應(yīng)的頂棒作用下緩緩地拖著拉伸后的輪輻板料上升，當(dāng)上模架返程到一定 高度，壓邊圈也返回到初始位置后，將輪輻板料取下。 進(jìn)一步，長方形板料在切邊刀座上的定位方式采用三把定位尺，分別位于放在托 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(fā)明將長方形板料放在輪輻沖壓模具的下刀座上，通過左右和前方的定位尺實 現(xiàn)板料的定位，上模芯外緣下部周邊是刃口，內(nèi)部是拉伸模腔。當(dāng)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(xù)下行實現(xiàn)片料的拉伸沖中 心孔工藝。 本發(fā)明輪輻落料拉伸復(fù)合模工藝與傳統(tǒng)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
輪輻落料拉伸后形狀見圖4、圖5所示，此時中心孔和輪輻外緣應(yīng)保持良好的同軸 度，這樣輪輻在成型翻邊后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 軸度是保證總成后車輪避免出現(xiàn)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。由于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后，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(chǎn)效率 原先的兩道工序現(xiàn)在合成一道工序，顯然節(jié)省了生產(chǎn)時間。假設(shè)原先兩道加工工 序生產(chǎn)輪輻需要20秒，現(xiàn)在合成一道工序后，完成同樣的事情需要15秒，即生產(chǎn)每個輪輻 節(jié)省5秒。如果一個班生產(chǎn)2000個輪輻，只是通過改進(jìn)落料拉伸復(fù)合模就能節(jié)省時間近 2. 8小時。 3、節(jié)約成本 落料拉伸復(fù)合模是集落料和拉伸于一身，將原先的兩副模具合成為一幅模具，首 先節(jié)約了開模成本。其次，由于減少了一道工序，同時也減少了相應(yīng)的操作人員，從而也減 少了人力成本。再則，生產(chǎn)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(shù)計算加工費用的話，剪切刀數(shù)要比以前少2/3，因此剪切成本也會相應(yīng) 的減少2/3。


圖1 圖3為現(xiàn)有方板料落料成帶圓弧板料的示意圖；
圖4、圖5為本發(fā)明長方形板料落料的示意圖；
圖6為本發(fā)明的沖壓加工模具的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7為本發(fā)明落料定位的示意圖。
具體實施例方式
參見圖6、圖7，本發(fā)明的乘用車用鋼制車輪輪輻沖壓加工模具，其包括，上模架 12、下模架1，分別呈門字形結(jié)構(gòu)，并相對設(shè)置，兩側(cè)分別通過導(dǎo)柱2連接，其間設(shè)限位塊3 ; 切邊刀座4，呈環(huán)形，設(shè)置于下模架1中部，中部開設(shè)一容置空間；5把切邊刀IO，分別設(shè)置 于切邊刀座4上；下模墊塊8，設(shè)置于切邊刀座4中部容置空間內(nèi)，墊塊中央開有中心通孔；
下模芯7，設(shè)置于下模墊塊8上，并設(shè)一定位圈9 ;下模芯7中部凸起，并向兩側(cè)斜向延伸；凸
起中央開有中心通孔及中心通孔上部的凹槽；下沖模13，設(shè)于下模芯凹槽72內(nèi)，模中心設(shè) 通孔；壓邊圈5，設(shè)置于下模芯7外緣，可上下移動；上頂模17，彈簧連接于上模架12，對應(yīng) 設(shè)置于下模芯7中部凸起，中部開有通孔；上模芯19，呈環(huán)形結(jié)構(gòu)，外緣下部周邊帶有刃口 ；
該上模芯19套設(shè)于上頂模17下部，對應(yīng)于下模芯7外側(cè)，其內(nèi)側(cè)面形狀與下模芯7外側(cè)形
狀匹配，底部與壓邊圈5對應(yīng)；并通過上模墊塊18連接于上模架12 ;上沖頭座16，設(shè)置于上
頂模中部的通孔內(nèi)，其中間設(shè)可以伸縮的中心孔頂料桿15 ;上沖模14，設(shè)置于上沖頭座16
下，對應(yīng)下沖模13 ;上沖模14上開有供中心孔頂料桿15伸縮的通孔；上模墊塊18，套置于
上頂模17外緣，下方對應(yīng)下模芯7，上方與上模架12相連；中心孔頂料桿15，置于上沖頭座 16和上沖模14內(nèi)部，上方與彈簧連接，可伸縮；導(dǎo)柱2，圓柱狀，設(shè)置于上下模架12、 1的四 角，對應(yīng)于上、下模架12、1的導(dǎo)柱孔內(nèi)導(dǎo)套22內(nèi)；壓邊圈座6，圓環(huán)狀，設(shè)置于壓邊圈5下
方，套置于下模墊塊8外緣；壓邊圈座6下方設(shè)有頂棒11 ，壓邊圈5可上下移動；頂棒11 ，圓
柱狀，設(shè)置于壓邊圈座6下方，下模架1頂棒孔內(nèi)，頂棒下方與壓機中頂桿相對應(yīng)，通過壓機 中頂桿的升降來調(diào)節(jié)頂棒的升降；三把定位尺20、20' 、20"，設(shè)置于切邊刀座4上，成品字形 布置，長方形板料21放在定位尺20 、20' 、20"間。 上沖模中間設(shè)有可伸縮、彈性連接的中心孔頂料桿，防止沖切廢料粘貼在上沖模
6上。 加工時，切邊后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(xù)隨著上模芯19和壓邊圈5下行對 板料進(jìn)行拉伸。 當(dāng)壓機下行一定距離后，上頂模17接觸到輪輻板料，由于上頂模17與上模架 12 (上模架連接到機床上)之間是彈簧連接，當(dāng)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(dāng)壓機繼續(xù)下行時，上沖模14接觸到工件，通過上沖模14和下沖模13作用沖出
輪輻中心孔。由于板料上涂有潤滑油，為了防止從中心孔沖下來的圓料貼在上沖模14上，
通過中心孔頂料桿15將圓片料頂下，廢料通過模具中的廢料出口進(jìn)行收集。 壓機繼續(xù)下行，當(dāng)上模架到達(dá)限位后，壓機停止下行開始返程，同時壓邊圈也在頂
棒(與壓機中的頂桿對應(yīng))作用下緩緩地拖著拉伸后的輪輻板料上升，當(dāng)上模架返程到一
定高度，壓邊圈也返回到初始位置后，工人將輪輻板料取下。 參見圖7，本發(fā)明輪輻落料拉伸復(fù)合模的定位 現(xiàn)有技術(shù)由于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后的輪 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(fā)明落料拉伸復(fù)合模采取一次定位的方式，減少了由于原落料和拉伸采取兩次 定位的積累誤差，同時落料拉伸復(fù)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范圍內(nèi)。 長方形板料21在切邊刀座4上的定位方式采用三把定位尺20、20' 、20"，分別位 于放在切邊刀座4上長方形板料21的左右兩邊和前端，其中，左側(cè)定位尺20比右側(cè)定位尺 20'長；5把切邊刀IO，分別設(shè)置于切邊刀座4上。 綜上所述，本發(fā)明將落料和拉伸工藝合二為一，采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(zhì)量，也保證了兩次定位所產(chǎn)生的外觀質(zhì)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(chǎn) 節(jié)拍。而且在整個輪輻生產(chǎn)工藝上也有了改變，落料拉伸復(fù)合比現(xiàn)有技術(shù)減少一道工序，這 樣將大大提高了生產(chǎn)效率。
權(quán)利要求
乘用車用鋼制車輪輪輻沖壓加工模具，設(shè)置于壓機上，其特征是，包括，上、下模架，分別呈門字形結(jié)構(gòu)，并相對設(shè)置，上、下模架兩側(cè)分別通過導(dǎo)柱連接，其間設(shè)限位塊；切邊刀座，呈環(huán)形，設(shè)置于下模架中部，中部開設(shè)一容置空間；若干切邊刀，分別設(shè)置于切邊刀座上；下模墊塊，設(shè)置于切邊刀座中部容置空間內(nèi)，墊塊中央開有中心通孔；下模芯，設(shè)置于下模墊塊上，下模芯中部凸起，并向兩側(cè)斜向延伸；凸起中央開有中心通孔及中心通孔上部的凹槽；下沖模，設(shè)于下模芯凹槽內(nèi)，模中心設(shè)通孔；壓邊圈，設(shè)置于下模芯外緣，可上下移動；上頂模，彈簧連接于上模架，對應(yīng)設(shè)置于下模芯中部凸起，中部開有通孔；上模芯，呈環(huán)形結(jié)構(gòu)，外緣下部周邊帶有刃口；該上模芯套設(shè)于上頂模下部，對應(yīng)于下模芯外側(cè)，其內(nèi)側(cè)面形狀與下模芯外側(cè)形狀匹配，底部與壓邊圈對應(yīng)；并通過上模墊塊連接于上模架；上沖頭座，設(shè)置于上頂模中部的通孔內(nèi)，其中間設(shè)可以伸縮的中心孔頂料桿；上沖模，設(shè)置于上沖頭座下，對應(yīng)下沖模；上沖模上開有供中心孔頂料桿伸縮的通孔；上模墊塊，套置于上頂模外緣，下方對應(yīng)下模芯，上方與上模架相連；中心孔頂料桿，置于上沖頭座和上沖模內(nèi)部，上方與彈簧連接，可伸縮式結(jié)構(gòu)；導(dǎo)柱，圓柱狀，設(shè)置于上下模架的四角，對應(yīng)于上下模架的導(dǎo)柱孔內(nèi)；壓邊圈座，圓環(huán)狀，設(shè)置于壓邊圈下方，套置于下模墊塊外緣；頂棒，圓柱狀，設(shè)置于壓邊圈座下方，下模架頂棒孔內(nèi)，頂棒下方與壓機中頂桿相對應(yīng)，通過壓機中頂桿的升降來調(diào)節(jié)頂棒的升降，使壓邊圈可上下移動。
2. 如權(quán)利要求1所述的乘用車用鋼制車輪輪輻沖壓加工模具，其特征是，設(shè)有5把切邊刀，分別環(huán)設(shè)于切邊刀座上。
3. 如權(quán)利要求1所述的乘用車用鋼制車輪輪輻沖壓加工模具，其特征是，所述的上沖模中間設(shè)有可伸縮、彈性連接的中心孔頂料桿。
4. 如權(quán)利要求1所述的乘用車用鋼制車輪輪輻沖壓加工模具，其特征是，切邊刀座上設(shè)三把定位尺，分別位于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. 乘用車用鋼制車輪輪輻沖壓加工工藝，其包括如下步驟1) 板料剪切將長方形板料放在托料架 一 切邊刀座上，其左右兩邊和前端由定位尺定位；當(dāng)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(jìn)行剪切，形成輪輻板料；2) 板料拉伸將切邊后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(xù)隨著上模芯和壓邊圈下行對輪輻板料進(jìn)行拉伸；3) 沖輪輻中心孔當(dāng)壓機下行一定距離后，上頂模與輪輻板料中間部位接觸，由于上頂模與上模架之間是彈簧連接，當(dāng)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(dāng)壓機繼續(xù)下行時，上沖模接觸到輪輻板料，通過上沖模和下沖模作用沖出輪輻中心孔，由于輪輻板料上涂有潤滑油，為了防止從中心孔沖下來的圓料貼在上沖模上，通過中心孔頂料桿將圓片料頂下，廢料通過模具中的廢料出口進(jìn)行收集；4)復(fù)位取料壓機繼續(xù)下行，當(dāng)上模架到達(dá)限位后，壓機停止下行開始返程，同時壓邊圈也在與壓機中的頂桿對應(yīng)的頂棒作用下緩緩地拖著拉伸后的輪輻板料上升，當(dāng)上模架返程到一定高度，壓邊圈也返回到初始位置后，將輪輻板料取下。
6.如權(quán)利要求5所述的乘用車用鋼制車輪輪輻沖壓加工工藝，其特征是，長方形板料在切邊刀座上的定位方式采用三把定位尺，分別位于放在托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
乘用車用鋼制車輪輪輻沖壓加工工藝，包括如下步驟1)板料剪切，將長方形板料放在托料架上，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，將切邊后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(xù)隨著上模芯和壓邊圈下行對輪輻板料進(jìn)行拉伸；3)沖輪輻中心孔；4)復(fù)位取料。本發(fā)明將落料和拉伸工藝合二為一，采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(zhì)量；而且，比現(xiàn)有技術(shù)減少一道工序，大大提高生產(chǎn)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(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
發(fā)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