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车轮轮辐水平切边的模具设计

一、引言

车轮是汽车行驶系统中的重要部件，它的质量直接影响汽车行驶的安全性和可靠性。钢制车轮由轮辋和轮辐组成。而轮辐需经冲压拉深、成形和切边等工序加工后再压入轮辋之中，并在两者接合处进行焊接。但轮辐切边的单件高度尺寸一致性及口部端面平整性尤其重要，直接影响着钢制车轮焊接质量以及相关焊接工艺参数的控制。因此，要使轮辐切边尺寸及焊接过程的稳定，就必须对轮辐切边工艺方法和模具结构进行分析与设计。

二、切边工艺方案的确定

图1所示轮辐是钢制车轮上的重要冲压成形件，使用材料SAPH440，材料厚度t＝3.5mm，内置偏距45mm。一般情况下，这类轮辐的切边工艺有两种：一种是先拉深为带有凸缘，再切边，后成形；一种是先拉深成形，再外切式水平冲切边，这两种工艺方法比较容易实现。但是，都存在不利的方面，前者工序多效率低，且拉深成形后口部高低差较大，直接影响焊接加工；后者冲切边后工件易变形须进行整形加工，而且模具结构尺寸大，切刀分瓣位置存在着局限性，间隙装配一致不易控制，模具成本也高。针对上述问题，在12″～15″钢制车轮轮辐切边加工中，采用了斜楔内涨式水平切边模具，全金属的衬套寿命更长可以高效优质地完成轮辐的切边任务。

图1轮辐结构图模具技术

三、模具结构与工作原理

1、模具结构

图2模具结构图

如图2所示水平切边模具结构，安装于4000kN闭式压力机上使用。下模板17上装有固定座12，固定座上装有凹模11，下模板和调整垫板16的中心钻工艺孔及均布四个螺钉孔，轮辐放置于托料板15和顶杆13上，以便轮辐的顶出卸料。在上模板上装有斜楔芯轴5，活动切刀7用限位套6和螺钉夹持在导向支承板3与压料板14之间，并保证活动切刀运动灵活自如，间隙调整板23及复位螺杆18等也用螺钉连接在导向支承板上。导向支承板在用卸料螺钉2及橡皮8弹性悬挂于上模板，中间装有小导柱9和小导套10进行导向，须保证活动切刀与斜楔芯轴的斜面同时贴合，上、下模板用导柱导套进行导向，必须保证凹模与活动切刀的对中一致，从而使得活动切刀同时接触轮辐内径切下废边。

2、工作原理

将上模与冲床滑块相连接，下模与冲床工作台相连接。工作时，冲床滑块上行，使压料板移出凹模腔足够的距离，然后将轮辐置于托料板上，冲床滑块下行，压料板接触到轮辐底拖链部凸圈后，间隙调整板紧紧地压在印花台板凹模端面上。当滑块继续下行到使斜楔芯轴进入活动切刀时，根据斜楔原理，将斜楔芯轴的轴向运动转换为活动切刀的径向运动。活动切刀沿径向涨出的同时，推动复位螺杆后退并压缩弹簧，从而活动切刀与凹模组成的刃口将为生物资新材料产业的健康发展建立了1个很好的榜样轮辐整齐切下废边，完成轮辐的切边任务。之后滑块上行，上模退出凹模腔，冲床气动顶出缸通过顶杆与托料板将轮辐从凹模腔内顶出卸料，与此同时受压缩的弹簧推动复位螺杆，致使活动切刀自动回位，完校直装置：塑料挤出废品类型中最多见的1种是偏心成一个工作循环。

3、主要零件设计

(1) 活动切刀的设计

图3活动切刀结构

如图3所示活动切刀示意图，是该模具的核心部分。

1.上模板2.卸料螺钉3.导向支承板4.垫板5.斜楔芯轴6.限位套7.活动切刀8.橡皮9.小导柱10.小导套11.凹模12.固定座13.顶杆14.压料板15.托料板16.调整垫板17.下模板18.复位螺杆19.档圈20.弹簧21.圆螺母22.侧档板23.间隙调整板

1) 切刀分瓣原则：轮辐落料的形状为直边和圆弧边相互搭接，拉深成加快农机设备中试基地建设形后直边击剑为月牙状。

切冷冻设备刀的分瓣应根据轮辐口部形状进行，各圆弧段分为一瓣切刀并形成扇形活动切刀，扇形角度β一般选择85°左右，且扇形圆弧半径R应取材料实际厚度中性层处，以保证切刀覆盖整个轮辐口部端面，不至于留下切边毛刺。

2) 斜楔角度的确定：切刀所需水平方向的行程量一定，则随着切刀α变大，斜楔芯轴的工作量随之亦增大；反之，假若切刀α变小，斜楔芯轴的工作量随之亦即减小。通常斜楔角度α规定在30°～40°的范围内，加工时a角应留有余量，最后与斜楔芯轴相应斜楔面配磨，保