1.型钢、旋压轮辐线冲压装备

（1）模具部分 商用车轮辐的模具除了成形和旋压不同之外，其余基本是相同的。

轮辐的生产工序多数是冲压（落料、成形、冲螺栓孔），然后是车削（车削中心孔、车削外圆、端面）和钻削加工（多轴头扩螺栓孔）。轮辐的落料模具在以往采用连续模，首先冲中心孔，下一个工位以中心孔为定心进行落料，这样保证了外圆与中心孔的同轴度。但是它带来一个问题，设备在最后一件落料时产生严重的偏载，导致滑块导轨磨损严重，影响设备的精度。由于商用车轮辐材料厚，复合模落料难度大，车轮生产厂没有采用这种模具落料。随着企业成本管理的加强，轮辐的生产采用套裁技术，1.6M的钢卷直接开卷、预校平然后送入落料工位，在两工位的落料模具上落料，然后前行单工位落料，最后剪床将封闭废料剪开，处理废料。在一些车轮生产厂，采用无搭边落料，或搭边值为3MM，这样废料直接可以下来，无需剪切，缺点是损伤凹模，使凹模工作面产生粘结，需要经常抛磨或转位置，另外一个缺陷是轮辐的外圆缺肉，成形后的轮辐端面出现月牙状，严重的轮辐报废，轻微的合成焊缝修补。在热轧板冲裁时，3～5件在刃口处要涂一次30＃机油，防止刃口工作面过早出现钝化，提高模具的使用寿命。材料表面的氧化皮是无法清除的，直接带入模具中，对模具和生产作业环境是个污染，只有在轮辐生产完成后采用喷丸或酸洗来清理。这种落料技术在车轮厂已普及应用。

轮辐形状加工分冲压模具成形和旋压成形两种技术。型钢轮辐轮辐高度低，模具成形比较简单，一次成形设备工艺力大。目前的新技术是轮辐采用仿形或数控旋压机旋压。采用旋压技术，金属密度得到提高，又降低了轮辐的成本，而且这种轮辐在型钢车轮中已普及。与旋压轮辋匹配的旋压轮辐才是真正意义上的等强度轮辐，它形状复杂，工作过程中弹性好，产品精度高。多采用三旋轮旋压机进行旋压，设备采用闭式框架结构，刚性好，旋压过程中金属变形量大，发热多，为保护模具和设备，旋压过程中要加入乳化液，一是为了润滑，二是为了冷却。

校辐底模具，考虑零件的回弹，下模必须采取负角，回弹主要与零件中心孔大小、材料的屈服强度、厚度公差等有关。校平需要设备的冲击能量，考虑用双磨盘摩擦压力机或机械压力机进行校平。对一些要求高的产品，校平采用辐底压花或压出凸出的小平面，还有采用专用设备磨削来改善辐底的平面度。

轮辐冲螺栓孔模具的冲头采用斜刃，以降低冲裁力，冲落栓孔凸凹模采用T10A工具钢，冲头使用寿命低，冲头经常出现拉毛，后来改成合金钢材质，使用寿命提高3～4倍，取得明显效果。

轮辐的冲中心孔模具，凸模采用波浪刃口，降低冲裁力和振动，它是一个简单冲裁模具。

冲散热孔模具、挤压散热孔毛刺模具一种是人工操作，用分度盘分度；另一种是伺服电动机控制的自动分度。但挤压散热孔毛刺有双面倒角和单面倒角。目前的旋压车轮轮辐有采用双面倒角，它的优点是外形美观，散热孔周边金属致密，提高零件的抗疲劳性能。

（2）设备部分 轮辐的落料采用双滑块大台面液压机，适应轮辐套裁下料的要求。设备结构为三梁四柱，滑块的行程为2次／MIN。由于它是单一的落料功能，设备滑块行程为300MM。

成形轮辐形状，对于冲压轮辐采用液压机或机械压力机，靠设备液压垫或气垫退料，生产节拍2～6件／MIN，设备是标准的。对于旋压轮辐要求强力旋压机旋轮与芯模通过点的变形来实现产品形状，型钢轮辐采用两旋轮仿形旋压机，设备简单，维护方便，能够满足这种产品的要求。对于旋压高等级的旋压轮辐，多采用数控两旋轮或三旋轮的大型旋压机，要求设备的刚度好，在这一点上三旋轮旋压机的三个旋轮成120°分布，封闭结构合力为零。这种设备旋压的轮辐自身的圆柱度和平衡性均好于两旋轮旋压机旋压的轮辐，冲压轮辐自身无法解决同一圆周平面上的壁厚问题，它是影响车轮平衡的一个因素。旋压技术的优越性在轮辐成形中已逐步体现。

校辐底选用机械压力机或摩擦压力机，它需要的是冲击力。摩擦压力机比机械压力机要好一些，摩擦压力机最大的优点是随着设备行程的加大，冲击力变大，对环境的噪声污染也变重。机械压力机噪声低，但造价高。这种工艺多选用双磨盘摩擦压力机或机械压力机。

冲螺栓孔、冲中心孔多数采用机械压力机，生产效率一般是液压机的两倍。采用液压机，模具上带有限位器，调整好以后，生产稳定。但冲压过程中振动对设备的密封有影响，密封圈一般要采用进口件，它密封效果好，使用寿命长。液压机的成本是机械压力机的1／3。

冲散热孔、挤压散热孔毛刺采用开式机械压力机，生产效率高，匹配伺服电动机系统或机械手，便于实现自动化，也是冲孔的首选设备。冲散热孔产生侧向力，要求设备导向要可靠，模具上有反侧块，可降低冲裁的侧向力。

扩螺栓孔选用专用组合机钻床或标准钻床。如果选用标准钻床，可针对不同品种的轮辐，更换多轴头夹具来实现加工不同螺栓孔个数和分布圆的轮辐，多轴头加工是扩孔和倒角组合式加工。

车轮辐中心孔、外圆及端面采用组合机床或单工序采用立车、卧车，组合车一次装夹定位，生产的零件精度好、生产效率高，适用于大批量生产。单工序生产主要是重复定位误差，加工精度也能够满足后序要求。

轮辐的冲豁口采用开式压力机，原理同冲压散热孔一致。

2.辊压成形轮辐生产工艺装备

（1）模具部分 辊压成形轮辐形状多、结构复杂，要求模具实现的功能多，模具多数是复合模具。

轮辐的落料模分为开式落料和闭式落料。如果轮辐没有豁口，如全表面车轮的轮辐、一些零偏距车轮的轮辐，必须采用封闭落料；辊压成形车轮的轮辐带有豁口，可减重、节省材料，可以采用开式落料，这样没有搭边，节省材料。但模具结构复杂，要求有定心机构。在冲裁过程中存在侧向力，模具必须带有反侧机构。开式落料模具制件在上面走料，可以根据要求实现压字功能，这种落料方式还具备实现夹板送料的条件。

初拉深冲中心孔模具有一个压料块，它的作用是保持压料力均匀、恒定，在零件拉深不起皱的情况下，压边力不宜过大。拉深的凹模要进行TD处理或采用硬质合金材料，拉深中要加入拉深油，解决拉深中凹模的热粘结问题，保证零件外观质量。

反拉深模具靠中心孔导正，反拉深至要求尺寸。在零件法兰四周有弹性托料机构，起到预压料和退料的作用。(www.daowen.com)

成形翻中心孔模具，难点在于模具的分块。分块便于模具调整、加工、备件更换，再一个是模具间隙，成形辐底部位要求挤压变形，保证辐底的平度、辐底面宽度。

修边模如果是封闭修边需要废料切断刀，同时本工序可以实现压字功能，如果不压字，单独修边模具更简单。

翻边冲螺栓孔挤压球面模具可以保证轮辐多个尺寸和精度，是一套复合模具。利用中心孔凸模导正，翻外圆边。翻外边的凸凹模间隙取值一般取料厚加公差值的一半，这里要保证轮辐外边挤压效果，如果间隙过大，无法保证轮辐配合面的垂直度和圆柱度，因此材料选取时必须控制材料的厚度公差值，这样才保证轮辐的精度。在冲孔时，采用复合冲头，由于挤压球面时会出现粘结，所以冲头要采用粉末冶金材质。轮辐翻边的凹模也会出现上述问题，选材时要考虑零件加工中发热问题、模具材料导热问题和材料与模具表面的摩擦问题。

轮辐的冲散热孔模具有同时冲压和单独冲压两种。同时冲压采用斜楔，要求阶梯冲裁，模具结构复杂，模具技术含量高，易于连线生产，实现自动化。单独冲压模具结构简单，在国内车轮厂应用得很多。对于一些拖车车轮轮辐，由于其产品结构的特殊性，无法实现同时冲压，这种结构必须单独冲压，工作部分选用工具钢或合金钢材料，以保证模具的使用寿命。

轮辐挤压毛刺模具与冲孔相对应，单独挤压毛刺的效果好，国内应用得多。

（2）生产设备 根据工艺要求，选用机械压力机和液压机两种设备。在冲孔工序选用机械压力机，在拉深和成形类工序选用液压机。

落料工序选用机械压力机，它适应落料产生振动的环境。在冲裁时多数选用这类设备。

拉深与反拉深选用液压机，工作过程中根据金属变形特点，工作速度可调整，拉深采用液压垫，拉深力的大小可以调整，与机械压力机相比，液压机有独特的优点。

主成形工序采用大吨位的压力机，以适应高强度钢材轮辐成形的要求，也是保证车轮疲劳寿命的关键工序。在这道工序中，金属塑性变形要充分，需要的工艺力能要大，设备的选型很关键。

修边工序因为它是冲裁，故选用机械压力机。

翻边冲螺栓孔工序采用液压机，在金属塑性变形过程中，它的工作速度可调。本工序要求设备的退料垫参入设备的动作循环，放件时退料垫要低于零件端面一个距离，轮辐放在下模可以定位，滑块工作结束上升时，液压垫要升起实现退料，这是液压垫与气垫相比存在的独特优点。

轮辐的冲孔工序选用机械压力机。单独冲孔时可以配备伺服电动机以实现自动化。

轮辐的挤压毛刺工序选用机械压力机或液压机。

3.轮辐线工艺装备的发展

1）商用车车轮辐降低材料的消耗定额，实现大套裁，要求采用复合模具，设备要求大台面的液压机，这是一些特殊的设备，专用性强。

2）旋压轮辐替代冲压轮辐，设备发生变化，两旋轮或三旋轮的小型旋压机替代了大吨位的机械压力机，在车轮领域小型旋压机有良好的发展空间。

3）商用车轮辐的冲散热孔多采用伺服系统实现自动化，保证质量，提高效率。

4）辊压成形轮辐由于规格尺寸小，产量大，目前采用10工位压力机生产。设备带侧滑块实现落料，这样消除了落料产生振动对主滑块的影响，且每个工位的滑块均是独立的，分别可以调整。可以自动喷射乳化液实现自动润滑，生产效率为1200件／H，在欧、美国家大型车轮已普及使用。这种设备技术含量高，要求维护人员的技能也要高。

5）模具工作部分要求进行TD处理，挤压变形的特殊零件，选用粉末冶金材料制造，这是高强度钢车轮对模具材料的新要求。

6）一些工位劳动强度大、生产效率要求高、安全性差的岗位，多数配备机械手作业。