專利名稱：鋁合金輪圈的制法的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是一種鋁合金輪圈的制法，特指一種先以鋁合金材料，直接利用擠壓成型方式，依所需的輪圈斷面形狀，制作出鋁合金的板材，再利用一組壓合面與該輪圈斷面形狀相同，且沿板材長度方向呈一適當彎弧角度的上下模具，對板材沿其長度方向分段逐一施壓，以形成圓形輪圈的制法。
背景技術：
參閱圖1-圖所示，一般傳統(tǒng)鋁合金輪圈的制法，如美國4,589,177號及4,185,370號發(fā)明專利，均是將一鋁合金的平板1，如圖1所示；先彎曲成圓形，參閱圖2所示，再將鋁合金平板兩端的接縫2，通過焊接方式，接合成一圈體3；再通過裝設有不同形狀輥壓模具的壓模機，對該圈體的斷面依序進行不同形狀輥壓成型，參閱圖3所示，令其逐漸形成所需斷面形狀的鋁合金輪圈4。其主要缺陷在于1、由于，在傳統(tǒng)的制造加工過程中，是令斷面呈平板狀的鋁合金圈體，被輥壓成所需的鋁合金輪圈的斷面形狀，必須利用許多組具有不同形狀輥壓模具的輥壓機，分別對圈體進行不同形狀的輥壓成型，以逐漸形成所需的斷面形狀，故在其輥壓成型程序中，需配置多數組昂貴的輥壓機，造成其機具成本過高，而不同形狀的輥壓成型作業(yè)，不僅令加工程序繁雜，造成時間及人工上極大的浪費，多數組輥壓機的運作，亦造成能源上極大的浪費，導致鋁合金輪圈的整個生產成本高居不下。
2、此外，由于傳統(tǒng)鋁合金輪圈的制法，是通過輥壓機組對斷面呈平板狀的鋁合金圈體，進行不同形狀的輥壓成型作業(yè)，以逐漸形成所需的斷面形狀，故在整個輥壓成型過程中，極易令平板狀的鋁合金圈體，因輥壓不均勻，而發(fā)生變薄或變形，導致所制成的鋁合金輪圈，發(fā)生重量分布不均勻，或硬度偏低的情況，嚴重影響傳統(tǒng)鋁合金輪圈的使用壽命。

發(fā)明內容
針對上述缺陷，發(fā)明人經過長久努力研究與實驗，終于開發(fā)出本發(fā)明的技術方案。
本發(fā)明的主要目的是提供一種鋁合金輪圈的制法，主要是先以鋁合金材料，直接利用擠壓成型方式，依所需的輪圈斷面形狀，制作出鋁合金的板材，再利用一組壓合面與該輪圈斷面形狀相同，且沿該板材長度方向呈一適當彎弧角度的上下模具，對該板材沿其長度方向分段逐一施壓，以形成圓形輪圈形狀，且兩端逐漸靠合形成一接縫后，再將該接縫處焊接在一起，完成鋁合金輪圈的半成品，再對該半成品依序進行退火處理、整型處理、熱處理及車削處理，制作完成一鋁合金輪圈的成品，克服現(xiàn)有技術的弊端，達到降低輥壓機的機具成本、減少加工程序及節(jié)約能源的目的。
本發(fā)明的另一目的是提供一種鋁合金輪圈的制法，直接利用擠壓成型方式，將鋁合金材料依所需的輪圈斷面形狀，制作出一與輪圈斷面形狀相同，且其內側具有肋骨的鋁合金板材，再通過壓合模具對其分段施壓，形成一圓形的輪圈形狀，再將兩端所形成的一接縫焊接在一起，完成一內側具有肋骨的鋁合金輪圈半成品，再對半成品依序進行加工處理，制作完成一內側具有肋骨的鋁合金輪圈，克服輥壓不均勻，而發(fā)生變薄或變形，達到重量分布均勻及提高使用壽命的目的。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種鋁合金輪圈的制法，其特征是它包括如下步驟(1)直接利用擠壓成型方式，將一鋁合金材料依所需的輪圈斷面形狀，制作出一鋁合金的板材；(2)再利用一組壓合面與該輪圈斷面形狀相同，且沿該板材長度方向呈一適當彎弧角度的上下模具，對該板材沿其長度方向分段逐一施壓；(3)在該板材形成圓形的輪圈形狀，且兩端逐漸靠合形成一接縫后，再將該接縫處焊接在一起，完成該鋁合金輪圈的半成品；(4)對該半成品依序進行退火處理、整型處理、熱處理及車削處理，制作完成一鋁合金輪圈的成品。
該鋁合金材料包括直接利用擠壓成型方式，依所需的輪圈斷面形狀制作出一內緣具有肋骨的鋁合金板材。該上、下模具是分別安裝至一油壓機的油壓桿上所連接的上、下固定座上，該二模具上的對應壓合面恰形成所欲制造的輪圈斷面形狀，令該板材安裝于該二模具的對應壓合面間，該二對應的壓合面并沿該板材長度方向呈一適當彎弧角度，驅動該油壓機，令該二模具對該板材施壓，于其上形成一彎弧形狀。該彎弧角度的大小在15-60度之間。該彎弧角度的半徑相當于所欲制造的鋁合金輪圈半徑。鄰近該上模具的二側位置，分別加裝有一輔助輪，該等輔助輪的輪架是固定安裝至該油壓機的上固定座上，該等輔助輪在該上模具對該下模具上所置放的該板材施壓時，同步動作，令該板材上鄰近被施壓的部份，沿該彎弧角度產生連續(xù)變形。該二模具是先對該板材沿其長度方向鄰近二端的位置分別施壓，令該板材的二端分別形成一預定的彎弧形狀。在對該板材的二端完成一預定的彎弧形狀后，利用鋸床將該鋁合金板材二端面所形成的不均勻變形量予以去除。在去除該板材二端所形成的不均勻變形量后，通過銑床于該板材的二端面形成一預定的導角，該板材被壓合成圓形輪圈時，其兩端靠合形成一V字型接縫。在該板材壓合成圓形輪圈后，再于該接縫處施以局部點焊，令該板材定型成圓形輪圈。在該板材定型成圓形輪圈后，再對該V字型接縫進行熔焊處理，令鋁合金焊料在該接縫內與該板材的二端面熔接在一起，形成一鋁合金輪圈的半成品。
下面結合較佳實施例配合附圖詳細說明。


圖1是傳統(tǒng)鋁合金輪圈制法中的鋁合金平板的示意圖；圖2是傳統(tǒng)鋁合金輪圈制法中的鋁合金輪圈半成品的示意圖；圖3是傳統(tǒng)鋁合金輪圈制法中所制成的鋁合金輪圈的示意圖；圖4是本發(fā)明的鋁合金板材的示意圖；圖5是本發(fā)明的鋁合金平板的壓制裝置的示意圖；圖6是本發(fā)明實施例2的鋁合金輪圈的示意圖；圖7是本發(fā)明的彎折的鋁合金平板的示意圖；圖8是本發(fā)明的鋁合金板材的示意圖；圖9是本發(fā)明所制成的鋁合金輪圈的立體示意圖；圖10是本發(fā)明的鋁合金輪圈的端面焊接示意圖；圖11是本發(fā)明的鋁合金輪圈半成品的整形示意圖；圖12是本發(fā)明實施例3的鋁合金輪圈的示意圖。
具體實施例方式
實施例1參閱圖4-圖6所示，本發(fā)明是一種鋁合金輪圈的制法，主要是以鋁合金材料，直接利用擠壓成型方式，依所需的輪圈斷面形狀先制作出一鋁合金板材10，參閱圖4所示；再利用一組上、下模具20、30，參閱圖5所示，對該板材10沿其長度方向鄰近二端的位置分別施壓，令該板材10的二端分別形成一預定θ弧度的形狀，參閱圖6所示。
參閱圖5所示，該上、下模具20、30是分別安裝至一油壓機的油壓桿(圖中未示)上所連接的上、下固定座28、38(圖中虛線部份所示)上，該二模具20、30上的對應壓合面21、32恰可形成所欲制造的輪圈斷面形狀，令該板材10可安裝于該二模具20、30的對應壓合面21、32間，該二對應的壓合面21、32并沿該板材10長度方向呈一適當彎弧角度θ，驅動該油壓機，令該二模具20、30對該板材10施壓后，可于其上形成一θ角度的彎弧形狀，該彎弧角度θ的大小，可視實際作業(yè)的需要，以設計在15-60度間為最佳，該彎弧角度θ的半徑則相當于所欲制造的鋁合金輪圈半徑。
在本實施例1中，為避免前述壓合成型的過程中，該板材10上被施壓成型的部份與鄰接的未被施壓部份間，發(fā)生不連續(xù)的變形，特于鄰近該上模具20的二側位置，分別加裝一輔助輪40，并將該等輔助輪40的輪架41固定安裝至該油壓機的上固定座28上，該等輔助輪40在該上模具20對該下模具30上所置放的該板材10施壓時，可同步動作，令該板材10上該等鄰接的未被施壓部份，沿該彎弧角度θ，產生連續(xù)變形。
參閱圖7所示，在本發(fā)明對該板材10的二端完成一預定弧度θ的成形后，該鋁合金板材10的二端面，將因其金屬分子結構的擠壓，而沿其長度方向發(fā)生不均勻的變形，令其中央部份的變形量ΔLC大于其兩側ΔLS，故本發(fā)明為令該板材10在后續(xù)的制程中，能被順利地壓合成圓形輪圈，且兩端均勻靠合形成一接縫，必需先將該鋁合金板材10二端面所形成的不均勻變形量ΔL，參閱圖8所示，利用鋸床將其去除。
此外，為令該板材10被順利壓合成圓形輪圈時，其兩端均勻靠合的接縫，是呈一外緣間隙較大，但內緣緊密靠合的V字型接縫，尚可通過銑床，于該鋁合金板材10的二端面形成一預定的導角。
再將該鋁合金板材10置放于該上、下模具20、30間，沿其長度方向，對尚未被壓合成型的部份，分段逐一進行壓合作業(yè)，并在該板材被壓合成圓形輪圈，參閱圖9所示，且兩端逐漸靠合形成一V字型接縫51后，再將該接縫51處，施以局部點焊60，即可將該鋁合金板材10定型成圓形輪圈。
參閱圖10所示，本發(fā)明再對該V字型接縫51進行熔焊處理，令鋁合金焊料61在該V字型接縫51內與該鋁合金板材的二端面熔接在一起，即形成本發(fā)明的鋁合金輪圈的半成品50。
在完成該輪圈半成品50后，本發(fā)明為消除其接縫51處，因焊接所造成的熱應力集中，并令其分子結構均勻排列，可再對該半成品50進行退火處理，完成退火處理后，可將該輪圈半成品50置放于另一油壓機(圖中未示)的上、下整形模具81、82間，參閱圖11所示，該上、下整形模具81、82是分別安裝至該油壓機的油壓桿及固定座上，該二整形模具81、82上的對應壓合面的形狀，恰與所欲制造的輪圈內緣兩側的形狀完全相同，故當該二整形模具81、82對該半成品50的內緣兩側施壓時，可校正該半成品50形狀在成型過程中所產生的誤差，令經整型處理后的該半成品50，獲得與所欲制造的輪圈完全相同的內緣形狀。
本發(fā)明再對該半成品50依序進行熱處理，通過一連串的熱處理，令其材料固化，以增加其結構強度，并利用車削處理，削除該半成品50外緣表面的不均勻突出，以形成一均勻且光滑的外緣表面，如此，即制作完成一鋁合金輪圈的成品。
在本發(fā)明的實施例1中，再參閱圖4所示，在以鋁合金材料，直接利用擠壓成型方式，制作出一鋁合金板材10時，可依所需的輪圈斷面形狀，制作出一與輪圈斷面形狀相同，且其內緣具有一肋骨11的鋁合金板材10。
實施例2參閱圖5-圖6所示，在本發(fā)明的實施例2中，當該鋁合金板材10在進行壓合成型時，該油壓機上所安裝的該二模具20、30中，對應于該肋骨11的下模具30的壓合面32上，設有一恰可容置該肋骨11的凹溝31，該具有肋骨11的鋁合金板材10再被該等壓合模具20、30分段施壓，形成一圓形輪圈，并完成后續(xù)焊接、退火、整型、熱處理及車削等加工處理程序后，可制作出一內側具有肋骨11的鋁合金輪圈，參閱圖6所示，。
實施例3參閱圖12所示，在本發(fā)明的實施例3中，通過于該肋骨11上開設多數個對稱的孔洞13，鎖固元件90將一可與汽車輪轂相配接的輪盤70，鎖固至該等孔洞13上，而令該鋁合金輪圈50與其內緣所設的該輪盤70穩(wěn)固地結合成一體，其間完全無需繁雜的焊接程序，且可通過該肋骨11，有效增加該鋁合金輪圈50的結構強度。
以上所述，僅為本發(fā)明的最佳實施例，本發(fā)明的構造特征并不局限于此，任何熟悉該項技藝者，在本發(fā)明領域內，可輕易思及的變化或修飾，皆可涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種鋁合金輪圈的制法，其特征是它包括如下步驟(1)直接利用擠壓成型方式，將一鋁合金材料依所需的輪圈斷面形狀，制作出一鋁合金的板材；(2)再利用一組壓合面與該輪圈斷面形狀相同，且沿該板材長度方向呈一適當彎弧角度的上下模具，對該板材沿其長度方向分段逐一施壓；(3)在該板材形成圓形的輪圈形狀，且兩端逐漸靠合形成一接縫后，再將該接縫處焊接在一起，完成該鋁合金輪圈的半成品；(4)對該半成品依序進行退火處理、整型處理、熱處理及車削處理，制作完成一鋁合金輪圈的成品。
2.根據權利要求1所述的鋁合金輪圈的制法，其特征是該鋁合金材料包括直接利用擠壓成型方式，依所需的輪圈斷面形狀制作出一內緣具有肋骨的鋁合金板材。
3.根據權利要求1所述的鋁合金輪圈的制法，其特征是該上、下模具是分別安裝至一油壓機的油壓桿上所連接的上、下固定座上，該二模具上的對應壓合面恰形成所欲制造的輪圈斷面形狀，令該板材安裝于該二模具的對應壓合面間，該二對應的壓合面并沿該板材長度方向呈一適當彎弧角度，驅動該油壓機，令該二模具對該板材施壓，于其上形成一彎弧形狀。
4.根據權利要求3所述的鋁合金輪圈的制法，其特征是該彎弧角度的大小在15-60度之間。
5.根據權利要求3所述的鋁合金輪圈的制法，其特征是該彎弧角度的半徑相當于所欲制造的鋁合金輪圈半徑。
6.根據權利要求3所述的鋁合金輪圈的制法，其特征是鄰近該上模具的二側位置，分別加裝有一輔助輪，該等輔助輪的輪架是固定安裝至該油壓機的上固定座上，該等輔助輪在該上模具對該下模具上所置放的該板材施壓時，同步動作，令該板材上鄰近被施壓的部份，沿該彎弧角度產生連續(xù)變形。
7.根據權利要求6所述的鋁合金輪圈的制法，其特征是該二模具是先對該板材沿其長度方向鄰近二端的位置分別施壓，令該板材的二端分別形成一預定的彎弧形狀。
8.根據權利要求7所述的鋁合金輪圈的制法，其特征是在對該板材的二端完成一預定的彎弧形狀后，利用鋸床將該鋁合金板材二端面所形成的不均勻變形量予以去除。
9.根據權利要求8所述的鋁合金輪圈的制法，其特征是在去除該板材二端所形成的不均勻變形量后，通過銑床于該板材的二端面形成一預定的導角，該板材被壓合成圓形輪圈時，其兩端靠合形成一V字型接縫。
10.根據權利要求9所述的鋁合金輪圈的制法，其特征是在該板材壓合成圓形輪圈后，再于該接縫處施以局部點焊，令該板材定型成圓形輪圈。
11.根據權利要求10所述的鋁合金輪圈的制法，其特征是在該板材定型成圓形輪圈后，再對該V字型接縫進行熔焊處理，令鋁合金焊料在該接縫內與該板材的二端面熔接在一起，形成一鋁合金輪圈的半成品。
全文摘要
一種鋁合金輪圈的制法，主要是以鋁合金材料直接利用擠壓成型方式，依所需的輪圈斷面形狀，制作出一鋁合金的板材；再利用一組壓合面與該輪圈斷面形狀相同，且沿該板材長度方向呈一適當彎弧角度的上下模具，對該板材沿其長度方向分段逐一施壓，并在該板材形成圓形的輪圈形狀，且兩端逐漸靠合形成一接縫后，再將該接縫處焊接在一起，即完成鋁合金輪圈的半成品，再對該半成品依序進行退火處理、整型處理、熱處理及車削處理，制作完成一鋁合金輪圈的成品。具有降低輥壓機的機具成本、減少加工程序、節(jié)約能源、重量分布均勻及提高使用壽命的功效。
文檔編號B21C23/06GK1515370SQ0310010
公開日2004年7月28日 申請日期2003年1月2日 優(yōu)先權日2003年1月2日
發(fā)明者陳健正 申請人:鈺康工業(yè)股份有限公司