[发明专利]一种旋压加工动平衡车轮的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种车轮的加工方法，尤其涉及一种在加工过程中考虑车轮动平衡的方法。

背景技术

近些年，随着汽车行业的飞速发展和行业技术水平不断的提升，汽车的最高车速越来越快，高速旋转中的车轮离心力不平衡令汽车的安全性能严重劣化。由该不平衡所导致的附加力大小及方向不断变化，会使整车产生上下跳动的趋势，出现垂直地面方向的振动，影响汽车的行驶平顺性；同时不平衡还会引起转向轮横向摆动，降低汽车的操纵性和稳定性，直接影响行车安全；从长期来看，甚至会造成轮胎、转向及传动系统零部件的冲击和磨损，缩短各部件的使用寿命。因此，作为汽车转动部件的车轮在其制造过程中，必须考虑并尽量实现动平衡，以确保汽车轮系的正常平稳运转。现行的车轮制造工艺主要有：卷制焊接轮毂加冲压轮辐后焊接而成的车轮加工工艺、卷制焊接轮毂加旋压轮辐后焊接而成的车轮加工工艺及轮辐轮毂一体的直接旋压而成的车轮加工工艺。而这几种工艺存在一致的缺点：无论是焊接所天然带来的质量不均衡，还是旋压成形后需切除因车轮材料各向异性所导致的“凸耳”，甚至是加工过程中的尺寸偏差均能够产生动不平衡，如图1、图2所示。

然而，上述工艺均未考虑在加工制造过程中修正车轮的动不平衡状态。动平衡的调校和配重通常被延后至轮胎安装时，经由在车轮的外边缘处外加质量块的方式来被动实现。这样势必会影响整体的平衡效果，同时外加质量块还存在是否稳定与牢固的问题，所以汽车要经常进行车轮动平衡检测，无形中增加了使用成本。

发明内容

技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种在加工过程中对车轮进行动不平衡修正的方法，使制造得到的车轮在加工完成时即具备动平衡性能，不需要在后续使用过程中进行调校。

技术方案

为了解决上述的技术问题，本发明的旋压加工动平衡车轮的方法包括以下步骤：

步骤一：在旋压加工毛胚料的非轮胎覆盖处、非安装与非连接处分别加工出n个内凹形结构，其中，n为自然数且n≥3，即在毛胚料上的某个位置去除一部分材料形成可闭合的内凹形结构，内凹形结构的个数根据车轮的大小尺寸确定。闭合内凹形结构的体积为V_an，符号中下标a表示闭合内凹形结构，n与上述闭合内凹形结构的个数相同。闭合内凹形结构可以是规则几何形状，如：圆，但不限于规则几何形状；闭合内凹形结构可以是通孔也可以是盲孔；闭合内凹形结构可以在同心圆上也可不限于同心圆上；闭合内凹形结构可以是等分分布，也可以不等分分布；对于n个闭合内凹形结构可以是统一几何形状的闭合内凹形结构，也可以是不统一几何形状的闭合内凹形结构。

步骤二：在步骤一所述的内凹形结构中填入选定的动平衡配重物；

步骤三：将毛坯料上旋压设备进行粗旋压加工；

步骤四：继续进行精旋压加工；

步骤五：去除步骤四精旋加工后车轮外边缘的外凸耳和车轮定位中心孔处的内凸耳。随后可进行加工得到的车轮的动平衡性能测试。

下面以在轮辐上均布圆形通孔为例而成的，说明如何利用填入材料进行动平衡配重。假想将车轮展开，其中某个独立的展开部分对车轮而言即具有代表作用(如图6所示)。最少包含1个闭合内凹形结构在内旋压后轮辐变为厚度为1，面积为：的结构体，对应的质量为旋压后轮毂变为厚度为1，质量为：的结构体；假想在闭合内凹形结构内填入密度为ρ_i体积为V_i的材料。旋压后在轮辐上变为厚度为t，(t_i≤1，i＝3,4,5···n)，面积为：体积为：的结构体，对应的质量为同时，因为上述结构均为规范的几何体，且已经假设在同一几何体内即域内平均密度ρ_q相同。所以上述结构的几何中心与质心相同。