铝合金轮圈的制法 【技术领域】
本发明是一种铝合金轮圈的制法，特指一种先以铝合金材料，直接利用挤压成型方式，依所需的轮圈断面形状，制作出铝合金的板材，再利用一组压合面与该轮圈断面形状相同，且沿板材长度方向呈一适当弯弧角度的上下模具，对板材沿其长度方向分段逐一施压，以形成圆形轮圈的制法。
背景技术
参阅图1-图所示，一般传统铝合金轮圈的制法，如美国4,589,177号及4,185,370号发明专利，均是将一铝合金的平板1，如图1所示；先弯曲成圆形，参阅图2所示，再将铝合金平板两端的接缝2，通过焊接方式，接合成一圈体3；再通过装设有不同形状辊压模具的压模机，对该圈体的断面依序进行不同形状辊压成型，参阅图3所示，令其逐渐形成所需断面形状的铝合金轮圈4。其主要缺陷在于：
1、由于，在传统的制造加工过程中，是令断面呈平板状的铝合金圈体，被辊压成所需的铝合金轮圈的断面形状，必须利用许多组具有不同形状辊压模具的辊压机，分别对圈体进行不同形状的辊压成型，以逐渐形成所需的断面形状，故在其辊压成型程序中，需配置多数组昂贵的辊压机，造成其机具成本过高，而不同形状的辊压成型作业，不仅令加工程序繁杂，造成时间及人工上极大的浪费，多数组辊压机地运作，亦造成能源上极大的浪费，导致铝合金轮圈的整个生产成本高居不下。
2、此外，由于传统铝合金轮圈的制法，是通过辊压机组对断面呈平板状的铝合金圈体，进行不同形状的辊压成型作业，以逐渐形成所需的断面形状，故在整个辊压成型过程中，极易令平板状的铝合金圈体，因辊压不均匀，而发生变薄或变形，导致所制成的铝合金轮圈，发生重量分布不均匀，或硬度偏低的情况，严重影响传统铝合金轮圈的使用寿命。
【发明内容】
针对上述缺陷，发明人经过长久努力研究与实验，终于开发出本发明的技术方案。
本发明的主要目的是提供一种铝合金轮圈的制法，主要是先以铝合金材料，直接利用挤压成型方式，依所需的轮圈断面形状，制作出铝合金的板材，再利用一组压合面与该轮圈断面形状相同，且沿该板材长度方向呈一适当弯弧角度的上下模具，对该板材沿其长度方向分段逐一施压，以形成圆形轮圈形状，且两端逐渐靠合形成一接缝后，再将该接缝处焊接在一起，完成铝合金轮圈的半成品，再对该半成品依序进行退火处理、整型处理、热处理及车削处理，制作完成一铝合金轮圈的成品，克服现有技术的弊端，达到降低辊压机的机具成本、减少加工程序及节约能源的目的。
本发明的另一目的是提供一种铝合金轮圈的制法，直接利用挤压成型方式，将铝合金材料依所需的轮圈断面形状，制作出一与轮圈断面形状相同，且其内侧具有肋骨的铝合金板材，再通过压合模具对其分段施压，形成一圆形的轮圈形状，再将两端所形成的一接缝焊接在一起，完成一内侧具有肋骨的铝合金轮圈半成品，再对半成品依序进行加工处理，制作完成一内侧具有肋骨的铝合金轮圈，克服辊压不均匀，而发生变薄或变形，达到重量分布均匀及提高使用寿命的目的。
本发明的目的是这样实现的：一种铝合金轮圈的制法，其特征是：它包括如下步骤：
(1)直接利用挤压成型方式，将一铝合金材料依所需的轮圈断面形状，制作出一铝合金的板材；
(2)再利用一组压合面与该轮圈断面形状相同，且沿该板材长度方向呈一适当弯弧角度的上下模具，对该板材沿其长度方向分段逐一施压；
(3)在该板材形成圆形的轮圈形状，且两端逐渐靠合形成一接缝后，再将该接缝处焊接在一起，完成该铝合金轮圈的半成品；
(4)对该半成品依序进行退火处理、整型处理、热处理及车削处理，制作完成一铝合金轮圈的成品。
该铝合金材料包括直接利用挤压成型方式，依所需的轮圈断面形状制作出一内缘具有肋骨的铝合金板材。该上、下模具是分别安装至一油压机的油压杆上所连接的上、下固定座上，该二模具上的对应压合面恰形成所欲制造的轮圈断面形状，令该板材安装于该二模具的对应压合面间，该二对应的压合面并沿该板材长度方向呈一适当弯弧角度，驱动该油压机，令该二模具对该板材施压，于其上形成一弯弧形状。该弯弧角度的大小在15-60度之间。该弯弧角度的半径相当于所欲制造的铝合金轮圈半径。邻近该上模具的二侧位置，分别加装有一辅助轮，该等辅助轮的轮架是固定安装至该油压机的上固定座上，该等辅助轮在该上模具对该下模具上所置放的该板材施压时，同步动作，令该板材上邻近被施压的部份，沿该弯弧角度产生连续变形。该二模具是先对该板材沿其长度方向邻近二端的位置分别施压，令该板材的二端分别形成一预定的弯弧形状。在对该板材的二端完成一预定的弯弧形状后，利用锯床将该铝合金板材二端面所形成的不均匀变形量予以去除。在去除该板材二端所形成的不均匀变形量后，通过铣床于该板材的二端面形成一预定的导角，该板材被压合成圆形轮圈时，其两端靠合形成一V字型接缝。在该板材压合成圆形轮圈后，再于该接缝处施以局部点焊，令该板材定型成圆形轮圈。在该板材定型成圆形轮圈后，再对该V字型接缝进行熔焊处理，令铝合金焊料在该接缝内与该板材的二端面熔接在一起，形成一铝合金轮圈的半成品。
下面结合较佳实施例配合附图详细说明。
【附图说明】
图1是传统铝合金轮圈制法中的铝合金平板的示意图；
图2是传统铝合金轮圈制法中的铝合金轮圈半成品的示意图；
图3是传统铝合金轮圈制法中所制成的铝合金轮圈的示意图；
图4是本发明的铝合金板材的示意图；
图5是本发明的铝合金平板的压制装置的示意图；
图6是本发明实施例2的铝合金轮圈的示意图；
图7是本发明的弯折的铝合金平板的示意图；
图8是本发明的铝合金板材的示意图；
图9是本发明所制成的铝合金轮圈的立体示意图；
图10是本发明的铝合金轮圈的端面焊接示意图；
图11是本发明的铝合金轮圈半成品的整形示意图；
图12是本发明实施例3的铝合金轮圈的示意图。
【具体实施方式】
实施例1
参阅图4-图6所示，本发明是一种铝合金轮圈的制法，主要是以铝合金材料，直接利用挤压成型方式，依所需的轮圈断面形状先制作出一铝合金板材10，参阅图4所示；
再利用一组上、下模具20、30，参阅图5所示，对该板材10沿其长度方向邻近二端的位置分别施压，令该板材10的二端分别形成一预定θ弧度的形状，参阅图6所示。
参阅图5所示，该上、下模具20、30是分别安装至一油压机的油压杆(图中未示)上所连接的上、下固定座28、38(图中虚线部份所示)上，该二模具20、30上的对应压合面21、32恰可形成所欲制造的轮圈断面形状，令该板材10可安装于该二模具20、30的对应压合面21、32间，该二对应的压合面21、32并沿该板材10长度方向呈一适当弯弧角度θ，驱动该油压机，令该二模具20、30对该板材10施压后，可于其上形成一θ角度的弯弧形状，该弯弧角度θ的大小，可视实际作业的需要，以设计在15-60度间为最佳，该弯弧角度θ的半径则相当于所欲制造的铝合金轮圈半径。
在本实施例1中，为避免前述压合成型的过程中，该板材10上被施压成型的部份与邻接的未被施压部份间，发生不连续的变形，特于邻近该上模具20的二侧位置，分别加装一辅助轮40，并将该等辅助轮40的轮架41固定安装至该油压机的上固定座28上，该等辅助轮40在该上模具20对该下模具30上所置放的该板材10施压时，可同步动作，令该板材10上该等邻接的未被施压部份，沿该弯弧角度θ，产生连续变形。
参阅图7所示，在本发明对该板材10的二端完成一预定弧度θ的成形后，该铝合金板材10的二端面，将因其金属分子结构的挤压，而沿其长度方向发生不均匀的变形，令其中央部份的变形量ΔLC大于其两侧ΔLS，故本发明为令该板材10在后续的制程中，能被顺利地压合成圆形轮圈，且两端均匀靠合形成一接缝，必需先将该铝合金板材10二端面所形成的不均匀变形量ΔL，参阅图8所示，利用锯床将其去除。
此外，为令该板材10被顺利压合成圆形轮圈时，其两端均匀靠合的接缝，是呈一外缘间隙较大，但内缘紧密靠合的V字型接缝，尚可通过铣床，于该铝合金板材10的二端面形成一预定的导角。
再将该铝合金板材10置放于该上、下模具20、30间，沿其长度方向，对尚未被压合成型的部份，分段逐一进行压合作业，并在该板材被压合成圆形轮圈，参阅图9所示，且两端逐渐靠合形成一V字型接缝51后，再将该接缝51处，施以局部点焊60，即可将该铝合金板材10定型成圆形轮圈。
参阅图10所示，本发明再对该V字型接缝51进行熔焊处理，令铝合金焊料61在该V字型接缝51内与该铝合金板材的二端面熔接在一起，即形成本发明的铝合金轮圈的半成品50。
在完成该轮圈半成品50后，本发明为消除其接缝51处，因焊接所造成的热应力集中，并令其分子结构均匀排列，可再对该半成品50进行退火处理，完成退火处理后，可将该轮圈半成品50置放于另一油压机(图中未示)的上、下整形模具81、82间，参阅图11所示，该上、下整形模具81、82是分别安装至该油压机的油压杆及固定座上，该二整形模具81、82上的对应压合面的形状，恰与所欲制造的轮圈内缘两侧的形状完全相同，故当该二整形模具81、82对该半成品50的内缘两侧施压时，可校正该半成品50形状在成型过程中所产生的误差，令经整型处理后的该半成品50，获得与所欲制造的轮圈完全相同的内缘形状。
本发明再对该半成品50依序进行热处理，通过一连串的热处理，令其材料固化，以增加其结构强度，并利用车削处理，削除该半成品50外缘表面的不均匀突出，以形成一均匀且光滑的外缘表面，如此，即制作完成一铝合金轮圈的成品。
在本发明的实施例1中，再参阅图4所示，在以铝合金材料，直接利用挤压成型方式，制作出一铝合金板材10时，可依所需的轮圈断面形状，制作出一与轮圈断面形状相同，且其内缘具有一肋骨11的铝合金板材10。
实施例2
参阅图5-图6所示，在本发明的实施例2中，当该铝合金板材10在进行压合成型时，该油压机上所安装的该二模具20、30中，对应于该肋骨11的下模具30的压合面32上，设有一恰可容置该肋骨11的凹沟31，该具有肋骨11的铝合金板材10再被该等压合模具20、30分段施压，形成一圆形轮圈，并完成后续焊接、退火、整型、热处理及车削等加工处理程序后，可制作出一内侧具有肋骨11的铝合金轮圈，参阅图6所示，。
实施例3
参阅图12所示，在本发明的实施例3中，通过于该肋骨11上开设多数个对称的孔洞13，锁固元件90将一可与汽车轮毂相配接的轮盘70，锁固至该等孔洞13上，而令该铝合金轮圈50与其内缘所设的该轮盘70稳固地结合成一体，其间完全无需繁杂的焊接程序，且可通过该肋骨11，有效增加该铝合金轮圈50的结构强度。
以上所述，仅为本发明的最佳实施例，本发明的构造特征并不局限于此，任何熟悉该项技艺者，在本发明领域内，可轻易思及的变化或修饰，皆可涵盖在本发明的保护范围之内。