1.轮辋的工艺流程图

①下料；②压字卷圆；③压平；④对焊；⑤除渣；⑥辊焊缝；⑦端切；⑧复圆；⑨扩口；⑩一次辊压成形；⑪二次辊压成形；⑫三次辊压成形；⑬扩张；⑭滚边；⑮气密性检测；⑯压平面冲气门孔；⑰挤压毛刺；⑱质量检查。

1）下料（见图8-35）。一种是剪床剪切下料，它是传统的下料方法，简单、适宜用于品种多，小批量生产。另一种是专用设备—开卷线下料，一是保证条料的精度和质量；二是生产效率高，在车轮生产厂广泛采用。这里介绍开卷线下料的工艺主要包括卷料的涨紧装置、校平机组、长度计量、定尺切断、材料码放机组，它剪切精度高，生产效率高，适宜于大批量生产。

2）压字卷圆（见图8-36）。进入压字工位的条料辊压出工艺要求的标识，标识内容包括零件规格、零件号、供应商代码、生产日期等信息。接着进入卷圆工位，卷出两端带直段的筒形零件。目前的压字方式有气动和液压驱动两种，采用液压驱动方式稳定性好。由于压字采用辊压的方式，字头工作时存在受切向力的现象。

图8-35 开卷下料工序图

图8-36 压字卷圆工序图

3）压平（见图8-37）。将两端的直段压平，消除卷圆后零后零件回弹，使直段尺寸稳定，满足焊接要求。

4）对焊（见图8-38）。将开口的圆筒形零件焊接在一起，焊接质量在后序验证，焊接温度为800～900℃。

图8-37 压平工序图

图8-38 对焊工序图

对焊是车轮生产的重要工序，如果材质、开口尺寸、平直段稳定性、切口的质量、条料平行度、垂直度、焊接参数等发生波动，会导致焊接开裂直至造成废品。目前焊接采用闪光对焊和直流对焊两种方式。直流对焊对输入的条件要求更严格，焊缝质量好，对环境的污染轻，对焊时间短，节约电能35％，是目前较为流行的焊接工艺，在轮辋自动化生产线采用直流对焊设备。

5）除渣（见图8-39）。在完成对焊之后1.5～2.0S内，要进入除渣工序，上下三组除渣刀刮削焊缝表面，除掉焊缝表面的焊渣，预留0.10～0.20MM的辊压量。第一对刀初级加工，要除掉焊渣的70％；第二对刀要除掉焊渣的15％～20％；第三对刀精加工，除掉焊渣的10％，它是精加工工序，除渣后侧面用压缩空气自动吹净灰尘。

6）辊压焊缝表面（见图8-40）。除渣之后1.5～2.0S内，要进入焊缝辊压工序。要用前面的钢丝刷刷净杂物，上下一组辊轮挤压焊缝表面，达到焊缝致密、表面光洁的目的。

图8-39 除渣工序图

图8-40 辊压焊缝表面工序图

7）端切（见图8-41）。切掉轮辋焊接端头由于对焊产生的桃形，切刀工作面弧形，保证辊压成形后轮辋端面平齐。内外刀具的工作面间隙非等间隙，主要是减少外部的毛刺。同时模具必须具有定心功能，达到内外弧面对称。

8）复圆（见图8-42）。将压平产生的平直段复圆，消除直段与圆弧处的折点，使扩口之后端面平齐，辊压成形时零件定位准确，不至于摆动，辊压成形后的轮缘尺寸稳定、均匀。

图8-41 端切工序图

图8-42 复圆工序图

这些工序均属于准备工序，所涵盖的冲压工艺比较简单。后半部分进入冲压主要工序，也是制造辊压成形轮辋的关键工序。

9）扩口（见图8-43）。模具在压力机的作用下，将圆筒形零件扩成两端开口的形状，合理分配轮辋辊压成形工序的变形量，为后序一次辊压成形定位，同时检验焊接强度。对于宽度大的轮辋，扩口角度长短肩有明显的区别，这是由于材料轴向收缩率不一致所致。模具闭合高度的调整通过模具上的限位器来实现。扩口完成后，轮辋的两个端面墩到底，保证端面的平面度，满足后序轮辋辊压成形后轮缘平整的要求。扩口过程中要自动加入乳化液，起到冷却和润滑的作用。由于焊缝与母材比较，前者更为坚硬，在长时间扩口过程中，极易划伤模具表面。母材在变形过程中，产生热量，与模具之间产生热粘接，所以模具选材要考虑工作环境和条件，考虑材料的耐磨性、导热性、抗粘接等因素，目前工作面采取TD处理或选用硬质合金材料。

10）一次辊压成形（见图8-44）。型辊通过专用设备辊压成形机辊压预成形轮辋断面。在设计时，上、下辊要匹配，根据设备的转速，选择某一界面，在这一界面线速度一致，在其余部位线速度差值不易过大。设备主轴旋转采用变量马达驱动，能够自动补偿上、下辊转速差值，这样防止金属晶格出现大的滑移，导致表面拉毛或出现严重减薄。

图8-43 扩口工序图

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图8-44 一次辊压成形工序图

本工序预成形储备后序成形所需材料，一次辊压成形工序材料的减薄在5％以内，上、下型辊要满足金属成形的要求，非成形部位局部要放开间隙，保证金属变形过程的流动性。一次辊压成形后轮缘预成形部位要一致，同时辊压成形过程中加乳化液，一是润滑，二是冷却。辊压成形机采用液压式，主轴的驱动过去采用变量泵，根据负载的变化，自动改变转速和转矩。近几年随着伺服技术的发展，伺服电动机驱动替代了液压驱动，其优点是：设备体积小，节约能源，驱动电动机的功率降低30％，代表了当今技术发展水平。

11）二次辊压成形（见图8-45）。型辊通过专用设备辊压成形机成形轮辋底槽部位，成形后要保证轮辋底槽圆柱面的圆柱度，该部位要采取负间隙，对于一些产品，底槽内径在经过后续加工后，它的公差要求严格，对于一些产品它是配合面，模具设计采取负间隙，硬化该部位的金属，另一方面使轮辋在辊压中轴向尺寸稳定，二次辊压成形轮辋要保证后序定位可靠、稳定，同时预成形轮缘部位。

12）三次辊压成形（见图8-46）。型辊通过专用设备辊压成形机成形轮辋的轮缘部位，精辊压胎座角部位，最后轮辋断面尺寸、精度达到产品设计要求，同时某些部位要预留扩张工序的扩张量，特别对于薄板高强度钢轮辋来讲尤为重要。辊压成形后的轮辋长、短肩预留1％左右的扩张量，在满足扩张过程中，由弹性变形进入塑性变形区实现尺寸稳定为宜。

图8-45 二次辊压成形工序图

图8-46 三次辊压成形工序图

13）扩张（见图8-47）。扩张模具通过液压机的作用实现径向扩张，保证轮辋的断面尺寸、径向尺寸和精度。在这里轮辋的功能尺寸、装配尺寸、精度均要进行测量，它是轮辋生产的关键工序。模具也是装备的一部分，模具的结构、设计质量和精度也影响轮辋的精度。

图8-47 扩张精整工序图

14）辊边。将轮辋边缘部位辊成R0.5的圆角，防止装胎时划伤轮胎，防止油漆时出现边角效应，影响车轮抗盐雾腐蚀的能力。

15）气密性检测。检测焊缝区域是否存在微裂纹，检测时，压力一般应超过轮胎装车要求压力，检测精度可以探测出0.02MM的微小孔。这对于保证整车安全性极为重要。

16）压平面冲气门孔（见图8-48）。产品结构上气门孔周边有一个平面，配合气门嘴起密封的作用，要求采用双动液压机，先压平面，延时后冲压气门孔，这样实现气门嘴与气门孔的密封性。

17）挤压气门孔毛刺（见图8-49）。通过模具在液压机的作用下，在气门孔冲压的反方向的圆周方向实现周边R0.5～1.0MM的圆角。

图8-48 压平面冲气门孔工序图

图8-49 挤压冲气门孔毛刺工序图

18）质量检查。包括外观质量检查、装配尺寸、功能尺寸、精度检查。

2.旋压车轮轮辋冲压工艺发展

旋压轮辋和辊压成形轮辋的制造工艺流程是一致的，两者的区别只是规格不同而已，辊压成形轮辋长短肩有凸峰，薄板高强度钢轮辋辊压成形工艺的过程参数与普通轮辋有区别，它的难度会大一些。目前应用的新技术主要有如下几点。

1）国内形成规模的车轮厂自动化生产高起点、大批量生产，轮辋的下料均采用开卷线下料，一是保证下料的精度，条料的垂直度、平行度对焊接质量产生直接影响，包括切口断面质量、毛刺对焊接也会产生影响，特别是直流对焊机对材料要求更高。二是生产效率高，开卷线下料降低生产成本，提高材料的利用率，也是产业发展的新趋势。

2）轮辋卷圆至复圆工序部分，也称为对焊准备线部分，已完全实现机械手自动传输工序件，实现自动化。目前国内长春一汽车轮厂已实现这一技术进步，自动化生产线的产能在600～900件／H。自动化生产线的应用锻炼了队伍，积累了使用自动化生产线的实践经验。

3）扩口、辊压成形至扩张部分。扩口、扩张多采用卧式液压机，辊压成形机有单端与双端之分，这五道工序连接起来也可以实现自动化，单端辊压成形机的产量可达1000～1200件／H，双端辊压成形机的工艺性好，产能可达2500件／H左右，但设备结构复杂。随着单端辊压成形机技术的进步，设备主轴刚度改善，驱动方式已发生变化，从液压驱动转变为伺服电动机驱动，过程参数的设置更方便。这种设备用得越来越多。

4）轮辋压平面冲气门孔、挤压毛刺，目前比较先进的工艺方法是，机械手夹紧零件，采用自动转盘检测出焊缝位置，在一工位压出平面，机械手夹住零件旋转某一角度在二工位冲气门孔，转至三工位挤压气门孔的毛刺，最后自动检测气门孔周边的毛刺，这样就完成了气门孔的加工。这种自动化生产线冲的气门孔位置准确，为后序轮胎装配线自动装气门嘴奠定了基础。

5）随着国内汽车工业的发展，在2010年，国内几家大型的车轮厂从国外引进全自动生产线，为生产高档次的车轮产品做出了充分的准备。

6）另外一种是短气门嘴产品。在轮辋的长肩辊压出凸峰，目的是在凸峰附近冲气门孔，这样气门嘴就可以在气门孔与轮辐的外侧穿出，即短气门嘴轮辋，如图8-50所示。

它的最大优点是安全性更优，如果制动鼓和车轮有石块或硬物不至于碰气门嘴，但这种产品在国外已经申请了专利技术，如果是长气门嘴还存在这种风险。

7）关于轮辋产品本身，高强度、轻量化多数采用高强度的钢材，降低材料的厚度。另一个是在扩口之后，通过旋压设备将轮辋断面旋压成异型断面，然后进行后序辊压成形，这样通过局部减薄减少下料尺寸，这种技术制造的车轮减重明显，减重为8％，目前已完成产品的研发和试验工作，但大量投放市场尚需一段时间。

图8-50 短气门嘴车轮产品图