車輪旋壓技術新發(fā)展

1、車輪旋壓技術新發(fā)展?jié)鷮庈囕啅S （272135）宋志儉 樊兆虎摘 要 通過對德國LEICO公司的考察以及對其他國外公司的技術交流，對旋壓技術在車輪行業(yè)的新發(fā)展作了介紹，從一個側面反映了國外旋壓技術的發(fā)展。隨著我國高速公路和高速汽車的飛速發(fā)展，給車輪帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)，如何實現(xiàn)車輪的輕量化、可靠性、高精度是擺在車輪行業(yè)面前的技術難題。為此，中國汽車工程學會車輪委員會于2001年3月組團去德國LEICO公司等國外企業(yè)進行了考察，結合我廠在國產化旋壓機的進程中與其它國外公司的技術交流，就旋壓技術在車輪行業(yè)的新發(fā)展總結如下。1 旋壓技術在鋼質車輪新發(fā)展：在歐洲高速公路上奔馳的載重汽車和客車中，已很難再

2、見到有內胎型鋼車輪，幾乎都是無內胎板材車輪，這點與我國恰好相反。傳統(tǒng)的型鋼車輪輪輞，其原材料形狀是由鋼廠軋成的，再由車輪制造商通過卷園、焊接、擴整等工序加工而成。這種工藝效率高、精度低。80年代二汽從德國引進了型鋼輪輞旋壓機，利用板材卷圓焊接后再旋壓成型鋼輪輞。這種工藝精度高、效率低，不適應大批量生產。目前型鋼輪輞旋壓隨著這類產品的淘汰趨勢而逐步消失。傳統(tǒng)的無內胎板材車輪都是通過滾壓成型的，但不能實現(xiàn)等強度要求。在考察了德國HAYES-LEMMERZ、意大利GIANETTI和荷蘭FONTIJNE等車輪公司后，結論是相同的，滾形是主流。盡管一些資料介紹有板材輪輞采取單滾或雙滾旋壓成型的例子，雖然

3、能實現(xiàn)等強度變截面要求，但效率太低，不能適應大批量生產要求，使其應用受到限制。德國LEICO、西班牙DENN公司推出了一種適應大批量生產的旋壓-滾形工藝生產輪輞，既能實現(xiàn)等強度要求，又能適應大批量生產。如上圖:輪輞槽底和輪緣受力較大的部位厚，其它受力較小的部位薄。以7J×17輪輞為例，原材料厚度4.5MM，旋壓后降至2.7MM，重量節(jié)約1KG。汽車質量每減輕100KG，就意味著汽車百公里節(jié)油0.20.4升，以每輛車5只輪子計減輕重量5KG，汽車百公里節(jié)油1020毫升。旋壓車輪的鋼材也有較大變化，由于材料強度的差異，我們采取了加厚原材料的方法來達到相同的疲勞壽命要求，結果同規(guī)格一只8.

4、25×22.5車輪重量比法國米其林車輪增加3KG，在最近我廠所做的對比試驗中，我們產品的壽命只是米其林車輪的一半。在車輪選材用材以及我國軋鋼工業(yè)與國外先進廠家存在差距。見下表:中、法常用旋壓車輪材料對比表2 旋壓技術在鋁質車輪新發(fā)展：國內鋁質車輪都是壓鑄后經機加工而成，產品集中在轎車車輪。國外17英寸以下轎車鋁輪的生產以鍛坯或坯經旋壓成型已成為主流。近幾年國外用鍛造、旋壓工藝制造了22.5英寸載重汽車無內胎車輪，以其造型美觀、重量輕、強度高成為鋼輪的強勁競爭點。以美國ALCOA 公司為代表，如圖1:圖1 ALCOA 公司無內胎車輪近幾年，一種新型結構的FULL-FACE車輪領導了輕型

5、車輪造型潮流，它改變了傳統(tǒng)車輪輪輞和輪輻的焊接位置，使外形更美觀，受力更科學。鋁輪和鋼輪都有這種形式。工藝簡圖2：圖2工藝簡圖3 輪輻旋壓設備新發(fā)展：3.1 設備噸位趨大在德國和意大利的車輪工廠看到正在使用中的LEICO旋壓機，體積大、功率大、噸位大、效率高，且都是三旋輪120度均布，前后縱梁框架封閉結構。如圖3：圖3 LEICO旋壓機而我國正在使用的從國外引進的4臺輪輻旋壓機都是兩旋輪布置，開式結構，相比之下顯得很苗細，強度不足，結構也相對簡單。主要技術參數比較如下： 旋壓機參數比較表3.2 主軸電機結構：LEICO公司已全部采用交流伺服電機變頻調速控制，電機體積小、功率大，功率的余量較大，

6、保險系數大，提高生產效率，在使用原材料強度相對提高一個或二個牌號的情況下，效率仍提高一倍。取代了體積較大的直流電機，省去了直流電機的大型驅動柜。3.3 旋輪布置方式：國內使用的輪輻旋壓機都是兩輪布置，旋輪軸心線與橫向夾角成15度，如下圖4：圖4旋輪布置方式4 機器人上下料在德國、意大利的輪輻生產線上，旋壓機都采用機器人自動上下料。機器人可以實現(xiàn)旋轉、伸縮、夾持功能，上料時機器人直接夾持毛坯套在尾頂的定位銷上，下料時機器人夾持工件放到下一個工位上，可以實現(xiàn)與沖壓設備連線、同步節(jié)拍生產。如圖5所示：圖5機器人自動上下料這種形式的布置使旋輪承受先拉后推的交變扭力，旋輪螺栓易斷。國外三旋輪輪輻旋壓機采

7、用整體框架、120度均布，旋輪軸心線與縱向夾角成15度布置，如上圖右。這種形式的布置使旋輪只承受推力形成的扭力，改善了旋輪螺栓的受力狀態(tài)，不易斷螺栓。5 控制系統(tǒng)普遍采用西門子840DE控制系統(tǒng)，經過二次開發(fā)的KNOW-HOW編程技術，可以實現(xiàn)旋輪每個位置的計算機仿真模擬以及屏幕監(jiān)控旋輪位置，對于輪輻，三旋輪一道次旋壓成型，三個旋輪有一定錯距，且圓角各不相同，最后一道滾輪圓角最小。如圖6所示：圖6三個旋輪圓角示意圖總之，通過與國外同行的技術交流，我們開闊了視野，增長了見識， 同時也找到了我們的差距,過去我國車輪行業(yè)旋壓工藝的應用與旋壓設備研制脫節(jié)，而一些設備制造廠又缺乏對旋壓工藝研究，更缺乏車輪旋壓的計算機編程技術研究，而LEICO公司把研究工藝和做設備結合起來，這是比競爭對手的高明之處。入世后車