本發(fā)明涉及一種旋壓加工車輪的工藝方法，尤其涉及一種冷旋壓加工車輪的工藝方法。

背景技術(shù)：

冷旋壓工藝加工一體車輪輪輞是一種較成熟的旋壓加工工藝，相對于卷制焊接輪轂加沖壓輪輻后焊接而成的車輪加工工藝、卷制焊接輪轂加旋壓輪輻后焊接而成的車輪加工工藝，得到的產(chǎn)品一體車輪為無焊縫的一體結(jié)構(gòu)，具有明顯的安全性，外形也更加整齊美觀。

傳統(tǒng)的冷旋壓工藝加工的一體車輪多采用等體積原則裁制圓毛胚料。這種方法雖然簡單易行，但隱含了毛胚料一定屬于各向同性的先決條件。而實際冷旋壓加工因成本、供貨源等因素，多選用軋制鋼板切割成圓形毛胚料的工藝。軋制鋼板因工藝過程原因?qū)儆诟飨虍愋?，所以旋壓加工成型車輪外邊緣存在“凸耳”現(xiàn)象；同時，外邊緣也存在冷作硬化現(xiàn)象，加工時一般會采取切除外邊緣的方法，而“凸耳”現(xiàn)象會使需要切除的外邊緣的量增加，致使材料利用率降低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種旋壓加工車輪的工藝方法，尤其提供一種針對加工坯料的形狀進行特殊設(shè)計的旋壓加工車輪的工藝方法，充分考慮軋制鋼板具有各向異性的特性，以減少加工過程中“凸耳”的形成，并提高材料的利用率。

技術(shù)方案

為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的旋壓加工車輪工藝包括下坯料、噴砂處理、定位、粗旋壓、精旋壓、反旋壓、滾型等步驟，其中，在下坯料步驟中，所述坯料平面形狀為橢圓形。

更進一步地，下坯料步驟中的坯料為軋制鋼板。

以下對本發(fā)明技術(shù)方案的原理結(jié)合附圖進行說明。

金屬材料經(jīng)過軋制形成板材后其物理與機械性能在板平面內(nèi)將不再均勻，出現(xiàn)板平面內(nèi)各向異性。采用軋制薄板經(jīng)剪切成圓形毛胚料再經(jīng)旋壓形成回轉(zhuǎn)類筒形件時在邊緣上就會出現(xiàn)呈波浪形的高低錯落不均勻邊的現(xiàn)象，塑性成型加工領(lǐng)域把這種現(xiàn)象稱為“凸耳”現(xiàn)象。“凸耳”的形成是由于軋制工藝使薄板產(chǎn)生各向異性所致，其位置對稱于軋制方向。對于鋼或者是合金鋼薄板旋壓形成回轉(zhuǎn)類筒形件時一般有四個凸耳，它們的位置或者是在與軋制方向成45°的兩條直徑的端點上，或者是在與軋制方向各成0°和90^°的直徑的端點上。

厚向異性系數(shù)r,是評定板料壓縮類成形性能的一個重要參數(shù)。r值是板料試件單向拉伸試驗中寬度應(yīng)變ε_b與厚度應(yīng)變ε_t之比，即：

r＝ε_b/ε_t (1)

板料r值的大小，反映板平面方向與厚度方向應(yīng)變能力的差異。r＝1時，為各向同性；r≠1時，為各向異性。當(dāng)r＞1，說明板平面方向較厚度方向更容易變形，或者說板料不易變薄。r值與板料中晶粒的擇優(yōu)取向有關(guān)，本質(zhì)上是屬于板料各向異性的一個量度。r值與塑性加工成形性能有密切的關(guān)系，尤其是與塑性加工成形性能直接相關(guān)。板料的r值大，塑性加工成形性能時，有利于凸緣的切向收縮變形和提高塑性加工成形性能底部的承載能力。

板平面中最主要的三個方向是與軋制方向呈0°、45°和90°，相應(yīng)的用r₀、r₄₅和r₉₀表示。由于不同方向上測得的數(shù)值是變化的，板料的厚向異性系數(shù)常用加權(quán)平均值表示：

r＝(r₀+r₉₀+2r₄₅)/4 (2)

該值代表了板料的厚向異向性指標(biāo)。

在主軸坐標(biāo)下屈服準則即為：

σ_s為板材的面內(nèi)單向拉伸屈服應(yīng)力，σ₁、σ₂分別為主軸坐標(biāo)下的最大應(yīng)力。

式(3)為主軸坐標(biāo)平面的橢圓方程，解得橢圓的長軸B和短軸A分別為：

工程上可以近似的認為應(yīng)力橢圓對應(yīng)于毛坯料橢圓存在比例關(guān)系，相應(yīng)的應(yīng)力橢圓的長軸B和短軸A對應(yīng)毛坯料橢圓的長軸a和短軸b存在比例系數(shù)β，所以毛坯料橢圓的長軸a和短軸b分別與應(yīng)力橢圓的長軸B和短軸A有式(6)與式(7)成立。

a＝βA (6)

b＝βB (7)

同時，在工程上認為毛坯料與旋壓成型后體積相等，圓毛坯料的體積V_R1＝πR²t等于使用該圓毛坯料旋壓成型后體積V_R2，橢圓毛坯料的體積V_T1＝πabt等于使用該橢圓毛坯料旋壓成型后體積V_T2，而使用橢圓毛坯料要比使用圓毛坯料節(jié)省n。

V_R1＝V_R2＝πR²t (8)

V_T1＝V_T2＝πabt (9)

n＝(V_T1-V_R1)/V_R1＝(V_T2-V_R2)/V_R2 (10)

把式(6)、(7)、(8)及(9)帶入式(10)后得式(11)：

(1-n)R²＝ab＝β²AB (11)

由式(11)可以求得β，進而可以求得a與b。

旋壓件凸耳的大小和方向取決于Δr的數(shù)值，Δr的絕對值越大，形成的凸耳也越大。另外，當(dāng)Δr＞0時，旋壓件與軋制方向成0°、90°的方向上產(chǎn)生凸耳；當(dāng)Δr＜0時，旋壓件在與軋制方向成45°的方向上產(chǎn)生凸耳；當(dāng)Δr＝0時，旋壓件不產(chǎn)生明顯的凸耳。

Δr＝(r₀+r₉₀-2r₄₅)/2 (12)

至此，可以說明本發(fā)明技術(shù)方案中對于坯料形狀的選取是合理并可實現(xiàn)的。

有益效果

本發(fā)明的技術(shù)方案中，坯料形狀的選取突破了通常的技術(shù)手段，采用不規(guī)則的形狀，充分考慮軋制鋼板具有各向異性的特性，減少了加工過程中“凸耳”的形成，提高了材料的利用率,也明顯提高了加工效率。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中下料方法示意圖；

圖2是本發(fā)明技術(shù)方案中下料方法示意圖；

圖3是本發(fā)明技術(shù)方案中旋壓加工成型過程中的坯料示意圖。

圖中標(biāo)記說明：

1：胚料；2：圓形毛胚料；3：旋壓成型后的毛胚料；4：橢圓形毛胚料。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行進一步說明。

本實施例為一種旋壓加工車輪工藝，具體包括下坯料、噴砂處理、定位、粗旋壓、精旋壓、反旋壓、滾型等步驟，其中，在下坯料步驟中，所述坯料1平面形狀為橢圓形，如圖2中橢圓形毛胚料4的形狀所示。更進一步的，所使用的坯料1為軋制鋼板。