中心具有嵌合空心結構的沖壓成形汽車輪轂的制作方法
【專利摘要】本設計公開了一種鋼板成型輪轂結構，其主要構成為：輪輞、輪輻及力矩扣件，輪輻與力矩扣件為嵌合空心結構，輪輻與輪輞為焊接結構。輪輞為退火態(tài)的熱成形高強度鋼板用已知的傳統(tǒng)工藝形成，輪輻為退火態(tài)的熱成形高強度鋼板沖壓成形，輪輻輻條的內外壁距輪輻輻條形心形成必要的距離，使之具有抵抗彎度負荷的抗載結構，經與力矩扣件的嵌合大幅提高了輪輻的慣性矩與靜矩，輪輻與輪輞焊接后進入形變控制淬火爐內淬火，使之具有1400MPa以上的應力強度。形成了超輕量、高強度、低成本的汽車輪轂。
【專利說明】中心具有嵌合空心結構的沖壓成形汽車輪轂
【技術領域】
[0001]本設計涉及汽車輪轂系統(tǒng)，尤其是鋼板壓制成形的汽車輪轂。
【背景技術】
[0002]目前汽車行業(yè)內中高性能的汽車因其鋼制輪轂重量偏重基本上使用鑄造鋁合金輪轂，鋼制輪轂因其重量上的劣勢及外觀的單調只在一些低端車上使用，輪轂的重量對汽車的提速性能及油耗高低起著至關重要的作用，隨著大型鋼鐵企業(yè)對高性能鋼材的開放成功，使其鋼制輪轂在重量上已接近鋁合金輪轂的水平。由于輪轂的最大受力部位在輪轂的安裝部位，傳統(tǒng)鋼制輪轂中心部位圓盤狀的實心結構受到輪轂額定載荷的影響，使其減重效果受到了限制，雖然近些年有專利做了一些改進，但中心部位沒有改變，減重效果有限。
見分類號:B60B3 / 04(2006.01)1 B60B1 / 10(2006.01)1 申請?zhí)?200980162924.9 申請?zhí)?200880112128.X
[0003]另外雖有一些機構及個人對于鑄造輪輻空心化做了一些設計，但由于在輪轂螺栓固定處使用了一致性差的焊接工藝，致使輪轂的生產質量一致性受到質疑。
見分類號:B60B3 / 04B60B3 / 10B60B1 / 12 申請?zhí)?97195856.4

【發(fā)明內容】

[0004]實現(xiàn)了鋼制輪轂的薄壁化、空心化及輕量化。
附圖表示了本案的實施例，下面以五孔輪轂為例詳細說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]圖1:輪輻立體說明圖 圖1-1:輪輻輻條的截面圖 圖2:力矩扣件的立體說明圖
圖3:輪輻與力矩扣件的嵌合立體圖 圖4:輪輻與輪輞的焊接截面圖 圖5:輪轂立體圖
[0006]代碼注釋:
WB:輪輻輻條的外壁 NB:輪輻輻條的內壁 LB:輪輻輻條的立壁 HM:弧面
DM:輪轂螺栓固定面 K:輪轂螺栓固定套孔 FffBl:防污壁 FWB2:防污壁 SK:鎖孔
ZDK:輪轂中心定位孔 LGM:輪轂固定內壁 Fl:風孔 F2:風孔 dj:倒角
【具體實施方式】
[0007]本案輪轂由輪輞1、輪輻2、力矩扣件3組成。
[0008]輪輞I成形采用了已知的傳統(tǒng)生產方式。
[0009]受車輛制動力及輪轂固定位置偏心的影響，輪轂輪輻承受到來至軸向、徑向和周向的復雜多變負載，為了提高薄板料輪輻的抗載能力，減輕車輪重量，輪輻輻條采用在大約軸向具有必要寬度的立壁，在立壁的大約周向形成必要的寬度且方向相反的內壁、外壁結構。
[0010]對此，輪輻2用圓盤狀整體板材根據輪轂的5個螺栓固定孔的區(qū)域壓制5個朝向輪輻邊沿輻射并止于輪輻邊沿內的內凹面，其凹向朝車軸輪轂固定法蘭方向，形成5個開口向輪輻邊沿的圓弧面及具有螺栓固定套孔K并與車軸輪轂固定法蘭平行的輪轂固定面，其圓弧直徑與輪轂固定面直徑大于輪轂固定螺栓扳手套筒的半徑并與套孔同心，在此同時形成了 5個立壁1、立壁2、立壁3，見圖1。
[0011]保留輪轂固定面及凹底立壁LB1、LB2、LB3周邊必要的寬度沖切封閉的內壁風孔F2，此時形成了內壁NB1、NB2、NB3。
[0012]在同一模具中，同時形成了 5個外壁WB1、WB2、WB3及在輪輻邊沿呈開放狀的外壁風孔Fl和車標蓋孔BK，并且車標蓋孔BK在朝車軸輪轂固定法蘭方向具有必要的圓周折邊。
[0013]在此形成的所有輻條外壁在輪輻中心部除車標蓋孔外是相互聯(lián)系的，是可抗載的。
[0014]在此形成的輻條內壁在不同的螺栓固定孔K處是間斷的，是不可抗載的，此時輪輻輻條在軸向幾乎沒有抗彎能力。
[0015]為保持所有輻條內壁在中心部相互連成一體變?yōu)榭馆d結構，壓制力矩扣件3見圖2。
[0016]力矩扣件3其構成具有:輪轂中心固定孔ZDK，輪轂固定內壁LGM，5個力矩扣鎖孔SK及5個防污壁FWB1、FWB2，并且ZDM的園周折邊和SK及FWB的伸出方向是背向車軸輪轂
法蘭的。
[0017]所謂的力矩扣件是指:可以連接各個輪轂螺栓固定孔K的扣件，并且套接各個孔K的扣鎖孔SK存在于一個兀件上。
[0018]力矩扣件的5個扣鎖孔SK和輪輻的5個輪轂安裝固定孔K的位置尺寸是一致的，并且K能嵌入SK中，見圖3。[0019]力矩扣件嵌入輪輻中，防污壁FWBl深入至輪輻內壁處，防污壁FW2深入至輪輻外壁處，見圖3，至此輪輻輻條在中心部具有相互聯(lián)系的外壁；輪輻輻條在輪輻中心部具有相互聯(lián)系的內壁，輪輻的抗彎強度和剛度達到大幅提升，并形成除BK和ZDK外的中心空心的輪輻。
[0020]其中輪輻輻條的橫截面并不拘于圖示的形狀，見圖1-1細節(jié)A、B，但必須具有立壁、內壁、外壁三要素，且外壁與內壁在立壁的周向是相反的。
[0021]同樣力矩扣件的外形也不拘于圖示的形狀，見圖3，但必須具備存在于一體上的5個力矩扣鎖孔SK和中心定位孔ZDK及防污壁FWB1、FWB2三要素。
[0022]另外內壁風孔與外壁風孔的外形變化可使輪轂變換不同的外觀款式。甚至于改變輪輻的輻條數(shù)。
[0023]輪輻邊沿嵌入輪輞的輪胎口安裝面的背面中，5個NB3與輪輞槽底倒角處的背面焊接見圖4細節(jié)B，輪轂總體完成。
[0024]本案采用了退火態(tài)的熱成形高強度鋼板在常溫下成形，故輪轂總體完成后進入形變控制淬火爐淬火，及可獲得硬度在HOOMPa以上的高強度車輪。
[0025]本案同樣適用于3孔、4孔、6孔輪轂。
[0026]本案不僅適用于鋼板，同樣適用于鋁合金板，不銹鋼板及其它金屬材料板材。
【權利要求】
1.一種金屬板材成形的三件式汽車輪轂:由輪輞1、輪輻2、力矩扣件3組成，其中:輪輻的輪轂螺栓固定套孔與力矩扣件的力矩扣套孔嵌入，形成中間成空心結構的輪輻，其中:輪輻邊沿嵌入輪輞的輪胎口安裝面的背面并與輪輞槽底的倒角處背面焊接成一體。
2.權利要求書I所述的輪輻由整體板材沖壓形成的輪轂螺栓固定部、輪輻輻條部及輪輻邊沿部組成。
3.權利要求書2所述輪轂螺栓固定部其特征具有板材沖壓成形的車標蓋孔；車標蓋孔外周輪轂螺栓固定孔區(qū)域向車軸輪轂固定法蘭方向延伸的與輪轂螺栓固定孔數(shù)相等的大約軸向圓弧面，并且圓弧面的開口方向朝向輪輻邊沿。
4.權利要求書2所述輪轂螺栓固定部其特征還具有:由權利要求書3所述的每個圓弧面在延伸終點形成了以弧面圓心為圓心并與車軸輪轂固定法蘭平行的輪轂螺栓固定面及固定套孔，其圓弧面與輪轂螺栓固定面的直徑大于固定螺栓扳手套筒的外徑。
5.權利要求書2所述的輪輻輻條部其特征具有:由權利要求書3、4所述的每個圓弧面為輻條立壁、每個輪轂螺栓固定面為輻條的內壁、車標蓋孔所在的面為輻條的外壁且保持必要的寬度，從拉伸弧面開口的兩端向輪輻邊沿延伸、形成具有立壁、外壁和內壁的兩條輻條。
6.權利要求書2所述的輪輻邊沿其特征具有:由權利要求書5所述的每個弧面端口延伸至輪輻邊沿的兩條輻條在輪輻邊沿向對方的方向匯聚形成的外沿立臂、內壁與外壁，同時形成了具有封閉的內壁風孔，輻條的外壁與相鄰弧面端口延伸輻條的外壁形成了在外邊沿呈開放狀的外壁風口。
7.權利要求書5所述的輻條外壁，在輪輻中心處車標蓋孔外是相互聯(lián)系的，內壁在輪轂螺栓固定孔處與相鄰輪轂螺栓固定孔處的內壁是相互間斷的。
8.權利要求書I所述的力矩扣件其特征具有:輪轂中心固定孔、輪轂固定內壁及存在輪轂固定內壁上的力矩扣套孔，其輪轂中心固定孔園周的折邊方向和力矩扣套孔的伸出方向在輪轂固定內壁上是背向車軸輪轂固定法蘭的并且力矩扣套孔的周向位置和數(shù)量與權利要求書3所述的輪轂螺栓固定套孔一致并能嵌入其中。
9.權利要求書I所述的力矩扣件其特征還具有:從輪轂固定內壁向車軸輪轂固定法蘭背向延伸的防污壁。
10.權利要求書I所述的輪轂由退火態(tài)熱成形鋼板在常溫狀態(tài)下成型，構成總體后進入形變控制淬火爐淬火。
【文檔編號】B60B3/00GK103963551SQ201410151503
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月16日 優(yōu)先權日:2014年4月16日
【發(fā)明者】李春旦, 李磊 申請人:李春旦, 李磊