[实用新型]一种制造轻量化汽车轮辋的成形结构

说明书

本实用新型公开了一种制造轻量化汽车轮辋的成形结构，属于大口径管类零件精密成形技术领域。根据新型轻量化汽车轮辋零件结构上的凹凸特点，设计发明出一种复合液压成形结构，通过坯料和模具的共同配合，分别形成内外独立的密闭腔体，其中外高压成形轮辋中间底槽区域，内高压成形轮辋边部凸缘区域，二者同时进行。利用该结构进行零件成形，不仅相比于传统滚压工艺和旋压工艺效率有大幅提高，而且可以有效降低轮辋零件成形过程中单道次的变形量，并且配合适当的轴向进给，可以有效防止零件壁厚过度减薄，保证轮辋结构刚度。借助脉动液体的柔性介质提供成形所需载荷，有效保证轮辋零件的表面质量，减少后续加工。

技术领域

本实用新型涉及管形零件精密成形技术领域，具体为一种制造轻量化汽车轮辋的成形结构。

背景技术

汽车钢制车轮是由轮辋和轮辐两部分组成，轮辋是钢制车轮周围边缘的部分。轮辋俗称轮圈，分别与轮辐和轮胎配合接触，是主要的承力关键部件。汽车轮辋的常见形式主要有两种：深槽轮辋和平底轮辋；此外还有对开式轮辋、半深槽轮辋、深槽宽轮辋、平底宽轮辋以及全斜底轮辋。轮辋的表面结构一般都比较复杂，成形过程中变形量大，容易发生破裂、起皱，存在材料利用率低和工艺复杂等问题。

目前普遍采用板材卷焊、多道次滚压以及扩张精整成形，制造工序复杂、效率低、成本高，同时由于工艺限制轮辋普遍只能选用中等强度级别低合金钢，并且无法成形较为复杂结构外形的轮辋零件，因此不能满足进一步轻量化的需求。

目前成形方式主要是滚压成形工艺。中国发明专利CN 103286524A公开了一种板材成形轮辋加工工艺，相比较传统的型钢成形工艺其减轻了轮辋的本身重量，降低了成本，提高了产品的可靠性。但是此工艺仍然存在着滚压工艺流程长、坯料壁厚相对较大、刚度过要求等不足之处。并且在滚压的过程中容易对零件表面造成不同程度的划痕。纵截面结构不对称的轮辋零件在成形过程中，受力比较复杂，并且存在轴向力不平衡，需要格外增加其他结构平衡轴向力差，所需成形模具多，生产成本高。

中国发明专利CN 103464563 A公开了一种管材外高压充液成形装置。此装置虽然采用液压成形，成形效果好，但是只能成形一些简单零件，对于复杂零件难以控制其变形量。

上述两种成形工艺，虽然成形方式不同，但是对于径向变形量较大的复杂管形零件的成形存在工艺流程长、可实现变形量小、成形零件表面质量差、生产效率低等缺点。

实用新型内容

为了解决现有技术在轮辋加工工艺中存在的上述不足之处，本实用新型的目的在于提供一种制造轻量化汽车轮辋的成形结构，该结构通过坯料和模具的共同配合，分别形成内外独立的密闭腔体，其中外高压成形轮辋中间底槽区域，内高压成形轮辋边部凸缘区域，二者同时进行，配合选用适中的管坯外径，最终实现径向变形较大的复杂结构薄壁管形零件的液压成形。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种制造轻量化汽车轮辋的成形结构，该成形结构包括内高压成形模具、外高压成形模具、筒形坯料和环形冲头；其中：所述内高压成形模具套装于外高压成形模具之外，合模后形成汽车轮辋的密闭模腔；所述内高压成形模具和外高压成形模具之间放置筒形坯料，所述环形冲头设于筒形坯料的两端侧，能够使筒形坯料进行轴向进给运动。

所述筒形坯料将密闭模腔分成内外两部分，坯料内表面一侧为外高压密闭腔体，坯料外表面一侧为内高压密闭腔体。

所述内高压成形模具和外高压成形模具都为分体结构，内高压成形模具为对称的上下分体结构，外高压成形模具为对称的左右分体结构。

所述内高压成形模具上设有充液通道Ⅰ，沿内高压成形模具的径向设置，出液端对应于内高压密闭腔体；所述外高压成形模具上设有充液通道Ⅱ，出液端对应于两个外高压密闭腔体。

该成形结构还包括密封圈，该密封圈沿着周向分布，设置于内高压密闭腔体和外高压密闭腔体之间的位置处。