[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2694481C2 - Способ производства гибридного колеса из легкого сплава, содержащего передний фланец и обод - Google Patents

Способ производства гибридного колеса из легкого сплава, содержащего передний фланец и обод Download PDF

Info

Publication number
RU2694481C2
RU2694481C2 RU2017121016A RU2017121016A RU2694481C2 RU 2694481 C2 RU2694481 C2 RU 2694481C2 RU 2017121016 A RU2017121016 A RU 2017121016A RU 2017121016 A RU2017121016 A RU 2017121016A RU 2694481 C2 RU2694481 C2 RU 2694481C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flange
rim
casting
end surface
annular end
Prior art date
Application number
RU2017121016A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2017121016A3 (ru
RU2017121016A (ru
Inventor
СЕРИО Эмиль Томас ДИ
Лионель ДЮПЕРРЕ
Original Assignee
Сейнт Джин Индастрис
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сейнт Джин Индастрис filed Critical Сейнт Джин Индастрис
Publication of RU2017121016A publication Critical patent/RU2017121016A/ru
Publication of RU2017121016A3 publication Critical patent/RU2017121016A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2694481C2 publication Critical patent/RU2694481C2/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B3/00Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body
    • B60B3/04Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body with a single disc body not integral with rim, i.e. disc body and rim being manufactured independently and then permanently attached to each other in a second step, e.g. by welding
    • B60B3/041Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body with a single disc body not integral with rim, i.e. disc body and rim being manufactured independently and then permanently attached to each other in a second step, e.g. by welding characterised by the attachment of rim to wheel disc
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/14Spinning
    • B21D22/16Spinning over shaping mandrels or formers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00Making other particular articles
    • B21D53/26Making other particular articles wheels or the like
    • B21D53/30Making other particular articles wheels or the like wheel rims
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10Sintering only
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/122Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/21Bonding by welding
    • B23K26/24Seam welding
    • B23K26/28Seam welding of curved planar seams
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B21/00Rims
    • B60B21/02Rims characterised by transverse section
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B3/00Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body
    • B60B3/04Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body with a single disc body not integral with rim, i.e. disc body and rim being manufactured independently and then permanently attached to each other in a second step, e.g. by welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B3/00Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body
    • B60B3/04Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body with a single disc body not integral with rim, i.e. disc body and rim being manufactured independently and then permanently attached to each other in a second step, e.g. by welding
    • B60B3/041Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body with a single disc body not integral with rim, i.e. disc body and rim being manufactured independently and then permanently attached to each other in a second step, e.g. by welding characterised by the attachment of rim to wheel disc
    • B60B3/044Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body with a single disc body not integral with rim, i.e. disc body and rim being manufactured independently and then permanently attached to each other in a second step, e.g. by welding characterised by the attachment of rim to wheel disc characterised by cross-sectional details of the attachment, e.g. the profile
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B3/00Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body
    • B60B3/04Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body with a single disc body not integral with rim, i.e. disc body and rim being manufactured independently and then permanently attached to each other in a second step, e.g. by welding
    • B60B3/041Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body with a single disc body not integral with rim, i.e. disc body and rim being manufactured independently and then permanently attached to each other in a second step, e.g. by welding characterised by the attachment of rim to wheel disc
    • B60B3/045Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body with a single disc body not integral with rim, i.e. disc body and rim being manufactured independently and then permanently attached to each other in a second step, e.g. by welding characterised by the attachment of rim to wheel disc characterised by the attachment portions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2310/00Manufacturing methods
    • B60B2310/20Shaping
    • B60B2310/202Shaping by casting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2310/00Manufacturing methods
    • B60B2310/20Shaping
    • B60B2310/204Shaping by moulding, e.g. injection moulding, i.e. casting of plastics material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2310/00Manufacturing methods
    • B60B2310/20Shaping
    • B60B2310/208Shaping by forging
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2310/00Manufacturing methods
    • B60B2310/20Shaping
    • B60B2310/214Shaping by extrusion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2310/00Manufacturing methods
    • B60B2310/20Shaping
    • B60B2310/228Shaping by machining
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2310/00Manufacturing methods
    • B60B2310/30Manufacturing methods joining
    • B60B2310/302Manufacturing methods joining by welding
    • B60B2310/3025Manufacturing methods joining by welding by thermal welding, e.g. friction, induction or ultrasonic welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2310/00Manufacturing methods
    • B60B2310/30Manufacturing methods joining
    • B60B2310/302Manufacturing methods joining by welding
    • B60B2310/3026Manufacturing methods joining by welding by laser welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2360/00Materials; Physical forms thereof
    • B60B2360/10Metallic materials
    • B60B2360/104Aluminum
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2360/00Materials; Physical forms thereof
    • B60B2360/10Metallic materials
    • B60B2360/108Titanium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2900/00Purpose of invention
    • B60B2900/10Reduction of
    • B60B2900/112Costs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

Изобретение относится к автомобильной промышленности. Способ реализует следующие отдельные рабочие этапы:
- изготовление фланца (2) с внутренним профилем (2а) с возможностью образования места посадки борта шины;
- изготовление обода, с одной стороны, с внешним профилем (1а) с возможностью образования места посадки борта шины и, с другой стороны, с кольцевой торцевой поверхностью (1b) для сборки с частью (2b) фланца (2);
- сборку фланца (2) с ободом (1) в месте (2а) посадки указанного фланца (2) и кольцевой торцевой поверхности (1b) обода (1);
- сборку обода (1) и фланца (2) осуществляют с помощью сварки кольцевой торцевой поверхности (1b) обода и фланца (2) посредством одного сварного шва (5) перемешивающей сварки трением с использованием штифта в положении, которое дает возможность доступа к обеим сторонам шва.
Технический результат – повышение скорости производства гибридного колеса при уменьшении его массы. 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Изобретение относится к техническому сектору колес, в частности для транспортных средств, автомобилей, а также к литейно-кузнечному сектору для производства деталей из легкого сплава, например, на основе алюминия или магния, разработанных специально для автомобильной промышленности.
Например, известно выполнение колеса с моноблочным ободом и фланцем, полученными посредством формования, но требующее комплексных и дорогостоящих технических средств и в результате получается значительная толщина, что приводит к увеличению массы колеса и, таким образом, масса получается слишком большой по сравнению с современными требованиями.
Касательно известного уровня техники согласно фиг. 1 в отношении двух вышеуказанных аспектов уже известны гибридные колеса (R) из двух частей, содержащие часть обода (1) и передний фланец (2) или борт обода колеса, данные две части соединены вместе посредством различных соединительных средств.
Одно эффективное средство было предложено, например, в патенте EP 0 854 792, которое соответствует гибридному колесу из двух частей, которое получено согласно определенному способу. Соединение между ободом и фланцем обеспечивается посредством сварного шва, полученного путем этап перемешивающей сварки трением. Данная технология, которая применяется одним из филиалов заявителя, адекватно отвечает требованиям рынка. Тем не менее, реализация данного способа приводит к некоторым недостаткам в отношении новых требований рынка, которые существуют, например, для достижения снижения массы продукта порядка на 20-30% при сохранении конкурентоспособной цены. Кроме того, в патенте EP 0 854 792 кованый обод колеса основана на центробежнолитой трубке, которая трансформируется путем развальцовки или путем трения, чтобы получить конфигурацию конечного обода. Данные операции являются длительными и дорогостоящими.
С другой стороны, заявитель использует технологию, которая сочетает этап литья и этап ковки для деталей из алюминиевого сплава, известную под торговым наименованием "COBAPRESS". Данная технология определена в патенте EP 119 365 и состоит из изготовления литейной заготовки путем отливки из легкого алюминиевого сплава, затем передачи полученной таким образом заготовки на ковочный штамп значительно меньших размеров, чем размеры заготовки для последующего выполнения этапа ковки, обеспечивая таким образом возможность получения свойств конечной части. Затем выполняют этап удаления заусенцев на кромке конечной части, полученной после ковки.
Заявитель уже использует данную технологию для производства колес, как определено в патенте FR 2 981 605, владельцем которого он также является. В данном патенте фланец колеса произведен при помощи технологии COBAPRESS, которая дает возможность увеличить массу. Фланец проходит этап ковки между двумя штампами при выполнении данного способа. Данный этап ковки является дорогостоящим, особенно для небольших серий, где производство данных ковочных штампов имеет значительное влияние на стоимость.
Следует напомнить, что ободья колеса должны быть выполнены с профилями, которые служат в качестве мест (3) посадки, чтобы поддерживать и удерживать борта шины (4). Чтобы получить уменьшение в данной области, выполнили выемку путем создания полости (6) между двумя сварными швами (5), предназначенными для соединения части обода (1) с частью фланца (2), (фиг. 5).
Другие решения были предложены в соответствии с известным уровнем техники. Таким образом, с точки зрения уменьшения массы фланца, описаны различные решения выемки для места посадки борта шины.
Например, в патенте EP 1230099 владелец раскрывает решение, где одно из мест посадки борта шины проходит внутрь от внутренней поверхности стенки обода колеса так, что оно является самонесущим, в то время как внешний профиль обода колеса не накладывается на внутренний профиль обода колеса. Данная форма, которая проходит по всей окружности части, дает возможность снизить массу, но сверление и позиционирование клапана трудно реализовать в данной конфигурации.
Патент US 5271663 описывает другой пример варианта осуществления, но используя отличающуюся технологию производства. Выемки выполняют путем механической обработки в областях низкого напряжения места посадки борта шины. Данные выемки дают возможность снизить массу, а также балансировать колесо. Тем не менее, механическая обработка данных выемок является длительной и дорогостоящей операцией.
Таким образом, согласно вышеупомянутому уровню техники, существующие решения для выполнения выемок в месте посадки борта шины требуют значительного удаления металла и, соответственно, являются дорогостоящими и времязатратными.
Патент US 6536111 описывает другой вариант осуществления гибридного колеса в двух частях. Обод выполнен путем прокатки полосы металла и затем сварки встык обоих концов данной полосы. Передний фланец выполнен посредством литья или ковки, интегрируя выемки в месте посадки борта шины. Обод и передний фланец затем собирают посредством сварки, например, электронно-лучевой, дуговой сварки, трением или инерционной. Данный второй этап сварки выполняют на внешней стороне колеса, которую затем механически обрабатывают.
Подход заявителя, таким образом, был основан на вышеупомянутых технологиях для рассмотрения конструктивного решения для двухкомпонентного гибридного колеса из легкого сплава, улучшенного по сравнению с известными решениями и, которое будет отвечать потребностям рынка.
Поэтому заявитель пришел к проекту и разработке нового способа, начиная с конкретного выбора рабочих этапов.
Таким образом, в соответствии с первым признаком изобретения способ производства гибридного колеса из легкого сплава, в частности, на основе алюминия или магния, содержащего передний фланец и обод, реализует следующие различные рабочие этапы, в соответствии с которыми:
- фланец выполняют с внутренним профилем с возможностью образования места посадки борта шины;
- обод выполняют, с одной стороны, с внешним профилем с возможностью образования места посадки борта шины и, с другой стороны, с кольцевой торцевой поверхностью для сборки с частью фланца;
- фланец собирают с ободом в месте посадки указанного фланца и кольцевой торцевой поверхности обода.
Способ отличается тем, что сборку обода с фланцем осуществляют c помощью сварки кольцевой торцевой поверхности обода и фланца посредством одного сварного шва перемешивающей сварки трением с использованием штифта в положении, которое дает возможность доступа к обеим сторонам шва.
Сварка трением с использованием штифта известна как «перемешивающая сварка трением» или FSW на английском языке. Сварку выполняют путем перемешивания материала до состояния пасты, т.е. до твердой фазы. Данный метод позволяет сваривать сплавы (такие как алюминий), которые являются не поддающимися сварке или плохо поддающимися сварке при использовании обычных методов, включая сплавление материала. В дополнение, сварка в твердой фазе дает возможность избежать образования пузырьков, которые могут возникнуть во время перехода жидкость-твердое вещество. Материал подвергается меньшему увеличению температуры, так что зона теплового воздействия (ЗТВ) обладает лучшими механическими свойствами по сравнению с обычными методами. Таким образом, прочность сварного шва улучшается при статическом напряжении и усталости.
Преимущественно выемки выполняют в месте посадки фланца, при этом указанные выемки не перекрывают окружность колеса и имеют U-образный профиль, ориентированный в направлении скругленной области узла обода.
Фланец может быть выполнен путем литья, ковки или двойного этапа литья и ковки.
Согласно первому варианту осуществления двойной этап литья и ковки включает этап литья литейной заготовки, передачу указанной литейной заготовки в ковочный штамп, этап ковки указанной литейной заготовки, чтобы получить фланец, и удаление заусенцев с получением указанного фланца.
Согласно второму варианту осуществления двойной этап литья и ковки включает этап литья литейной заготовки, складирование указанной литейной заготовки, передачу указанной литейной заготовки в печь для ее нагрева, передачу указанной литейной заготовки в ковочный штамп, этап ковки указанной литейной заготовки, чтобы получить фланец, и удаление заусенцев с получением указанного фланца.
Предпочтительно, когда фланец выполнен посредством двойного этапа литья и ковки, выемки формируют в месте посадки борта шины на фланце на этапе литья.
Преимущественно, обод может быть выполнен согласно следующим последовательным этапам: этап производства кольцевой торцевой поверхности; этап расширения указанной кольцевой торцевой поверхности до размеров конечного обода в один этап; и этап холодного или горячего флоспининга кольцевой торцевой поверхности таким образом, чтобы получить обод в его конечной форме и профиле, содержащий заплечик только с той стороны, которая не будет приварена к фланцу.
На практике на производственном этапе кольцевая торцевая поверхность может быть получена при помощи метода, пригодного для применения по назначению.
Согласно предпочтительному варианту осуществления, кольцевая торцевая поверхность выполнена путем горячей или холодной экструзии чушки из легкого сплава.
В качестве альтернативы кольцевая торцевая поверхность выполнена путем литья в литейной форме.
В качестве альтернативы кольцевая торцевая поверхность выполнена путем спекания порошков.
Другие методы могут быть реализованы, чтобы производить кольцевую торцевую поверхность, не выходя за объем настоящего изобретения.
Предпочтительно, этап расширения и этап флоспининга выполняют холодным методом.
Более предпочтительно:
- Перемешивающей сварке трением предшествует этап механической обработки зон сборки;
- После перемешивающей сварки трением следует этап механической обработки на обеих сторонах (внутренней и внешней) сварного шва, чтобы удалить заусенцы и любые возможные дефекты на основании шва.
Способ согласно настоящему изобретению предлагает многочисленные преимущества, которые станут понятны после прочтения данного описания.
Этапы расширения и флоспининга чрезвычайно упрощены по сравнению с патентами FR 2 981 605 и EP1230099B1 из-за использования одного сварного шва вместо двух.
Как и с патентами EN 2 981 605 и EP1230099B1, колесо точно отвечает спецификациям производителя в отношении усталостной и ударной прочности, поскольку оно имеет большую массу по сравнению с колесами, выполненными традиционным литьем.
По сравнению с ранее указанным патентом настоящее изобретение дает возможность упростить этап расширения, который происходит за один этап вместо двух, и упростить этап флоспининга, потому что геометрический профиль конечного профиля обода гораздо менее сложный из-за одного сварного шва. Также следует отметить, что один сварной шов допускает большее разнообразие дизайнов фланца.
Эти и другие характеристики будут более очевидны из оставшейся части описания.
С целью связать цель проиллюстрированного изобретения неограничивающим образом представлены фигуры в графических материалах.
- Фиг. 1 иллюстрирует согласно известному уровню техники выполнение гибридного колеса в двух частях с частью обода и частью переднего фланца.
- Фиг. 2 иллюстрирует установку шины на обод с позиционированием бортов шины на местах их посадки.
- Фиг. 3 схематически иллюстрирует согласно известному уровню техники последовательные этапы P1, P2, P3 с получением профиля обода.
- Фиг. 4 схематически иллюстрирует согласно настоящему изобретению последовательные этапы (получение кольцевой торцевой поверхности) P1, P2 (расширение указанной кольцевой торцевой поверхности), P3 (этап флоспининга кольцевой торцевой поверхности с получением профиля обода).
- Фиг. 5 представляет собой вид в разрезе, показывающий профиль обода согласно известному уровню техники с полостью, образованной на ободе.
- Фиг. 6 представляет собой вид в разрезе, показывающий профиль обода согласно настоящему изобретению с выполнением одного сварного шва и образованием выемок в одном из мест посадки борта шины.
- Фиг. 7 представляет собой вид спереди гибридного колеса с иллюстрацией выемок.
Чтобы представить цель настоящего изобретения более конкретно, он здесь описан неограничивающим способом и проиллюстрирован на фигурах в графических материалах.
Как ранее отметили, профиль обода (1) упрощен путем выполнения одного сварного шва (5) для его сборки с фланцем (2). Обод (1) имеет скругленный контур (1a), который служит в качестве места посадки для шины, но только с внутренней стороны колеса. Другой профиль (2a), служащий в качестве места посадки для шины, реализован за счет фланца (2).
Далее выделены определенные особенности и преимущества способа настоящего изобретения.
Фиг. 3 и 4 иллюстрируют этапы для получения обода (1) согласно известному уровню техники и изобретения соответственно.
В пределах объема изобретения обод (1) выполнен согласно этапу (P1) производства заготовки в форме кольцевой торцевой поверхности (1b); затем этапу (P2) расширения указанной кольцевой торцевой поверхности (1b) до размеров конечного обода (1) в один этап; и, наконец, этапу (P3) холодного или горячего флоспининга кольцевой торцевой поверхности (1b), чтобы получить обод (1) в его конечной форме и профиле с оставшейся частью кольцевой торцевой поверхности (1b) на стороне, которая будет приварена к фланцу (2), и заплечиком (1a) только на той стороне, которая не будет приварена к фланцу (2).
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления производственного этапа (P1), готовят заготовку из легкого сплава, затем данную заготовку трансформируют в кольцевую торцевую поверхность (1b) с помощью горячей или холодной экструзии. По сравнению с другими известными методами, данный позволяет получить боковую поверхность (1b), которая имеет очень значительное удлинение. Таким образом, этап (1b) расширения боковой поверхности может быть выполнена холодным методом, т.е. при комнатной температуре, что предотвращает нагревание перед ее расширением. В дополнение данное большее удлинение дает возможность выполнить этап (P3) холодного флоспининга после этапа (P2) холодного расширения. Материал обода (1) подвергается значительной закалке на этапе (P3) холодного флоспининга. Перед сваркой фланца (2), обод (1) следовательно подвергают тепловой обработке (например, T6: решение тепловой обработки и старения), во время которой восстанавливается энергия, накопленная во время закалки. Это дает возможность получить мелкие рекристаллизованные зерна в материале обода (1). Следовательно его микроструктура очень мелкая и механические характеристики обода (1) улучшены в сравнении с методом горячего кондиционирования.
На этапе P3 на фиг. 3 показан профиль обода (1), который необходим, чтобы получить полость (6), показанную на фиг. 5, когда соединение между фланцем и ободом выполнено при помощи двух сварных швов. Упрощенный профиль обода (1) можно увидеть на этапе P3 фиг. 4. Данный профиль в сущности намного проще, чем описанный в патенте FR 2 981 605, показанный на этапе P3 фиг. 3. Данное упрощение возможно благодаря использованию одного сварного шва (5), выполненного на колесе изобретения. Внешний профиль (1a) обода (1) в действительности требует только один заплечик, содержащий место посадки борта шины, вместо двух. Результатом является преимущества в продолжительности цикла и упрощение до машины флоспининга, что снижает затраты. Другой профиль (2a), служащий в качестве места посадки для шины, реализован за счет фланца (2).
Наличие одного сварного шва (5), как показано на фиг. 6, также значительно упрощает этап сварки по сравнению с двойной сваркой. Более того, сварка выполняется в одном направлении, перпендикулярно ободу, в отличие от колеса с двойной сваркой, где сварные швы идут в двух направлениях. Больше нет необходимости вращать сварочный электрод, и сборка упрощена и соответственно менее дорогостоящая, в то же время существует преимущество в продолжительности цикла и износе сварочного электрода. Этап (5) сварки выполняют в соединение части (2B) фланца (2) и кольцевой торцевой поверхности (1b) обода (1).
В дополнение, имея один сварной шов (5), становится возможным получить доступ с двух сторон сварного шва. Затем возможно провести механическую обработку обеих сторон сварного шва. Данная механическая обработка, которая обычно осуществляется на панелях для аэронавтики, дает возможность удалить любой сварочный грат и дефекты на основании сварного шва, которые часто присутствуют при перемешивающая сварка трением. Данные дефекты соответствуют плохому перемешиванию сплава, который создает несваривающиеся стыки на основании сварного шва. Несваривающийся грат или края являются дефектами, которые ведут к началу растрескивания при наличии усталостного напряжения колеса. Поэтому их удаление является значительным преимуществом с точки зрения надежности способа. Доступ к обеим сторонам сварного шва также дает возможность выполнять контроль проникающими веществами на сварном шве, чтобы обеспечить стабильность способа сварки и обеспечить отсутствие дефектов. Для колеса с двумя сварными швами доступ к обеим сторонам сварного шва не обеспечен. Поэтому необходимо разделить колесо на части, чтобы провести контроль проникающими веществами. Поскольку этот контроль является разрушающим, это приводит к потере части продукции и, следовательно, увеличению затрат для колес с закрытой полостью (6).
Существенно и важно для изобретения то, что область клапана также значительно упрощена. Более того, для колеса с двумя сварными швами отверстие для клапана приводит к отверстию в полости (6). Большинство производителей не хотят иметь полости в колесе, поскольку указанное отверстие ведет к возможности удержания воды, гравия или других объектов. Поэтому требовался сварной шов вокруг отверстия, чтобы закрыть полость (6) и предотвратить удержание воды. Данный сварной шов, представленный дополнительно к способу, описанному в патентах FR 2981605 и EP 1230099, приводит к дополнительным затратам.
В дополнение, согласно настоящему изобретению изготовление колеса в двух частях до сварки позволяет реализовывать более сложные формы, которые невозможно сформовать на колесе из одной части. Данная технология позволяет реализовывать выемки (7) на фланце (2), например, в форме полостей, как видно на фиг. 7. Данные выемки выполнены либо путем литья, либо путем ковки или на этапе литья способа "COBAPRESS". Они расположены в местах (3) посадки борта шины, которые имеет фланец (2), и не закрывают окружность колеса. Фактически данные области (8) являются сплошными, чтобы увеличить жесткость и сопротивление колеса. Данные сплошные области (8) также значительно помогают при установке шины. Фактически без данных сплошных областей борт шины может размещаться внутри полостей (7) во время сборки. Борт шины может быть трудно расположить в месте посадки во время сборки, а наличие сплошных областей создает уклон, который значительно помогает на данном этапе.
Область также оставлена без выемки, чтобы обеспечить возможность для сверления и расположения клапана (9) с простой геометрией, как видно на фиг. 7. Выемки (7), как показано на фиг. 6 и 7, имеют стороны сварного шва (5) U-образной формы.
Выполнение выемок не является новинкой. На практике выполнение данных выемок во время этапа литья или ковки является экономичным, поскольку оно не требует этапа механической обработки. Это экономит как продолжительность цикла, так и стоимость. Пороговое значение, т.е. количество используемого материала по отношению к полезному материалу, также уменьшено.
На практике и согласно настоящему изобретению это является существенным благодаря комбинации различных этапов способа, что на практическом уровне обладает существенным рядом преимуществ перед известным уровнем техники. Поэтому это является оптимизацией, которая требовала значительных инвестиций в исследования и разработку, и не обусловлена обучением известного уровня техники.

Claims (22)

1. Способ производства гибридного колеса из легкого сплава, в частности, на основе алюминия или магния, содержащего передний фланец (2) и обод (1), при этом способ реализует следующие отдельные рабочие этапы, на которых:
- фланец (2) выполняют с внутренним профилем (2а) с возможностью образования места посадки борта шины;
- обод (1) выполняют, с одной стороны, с внешним профилем (1а) с возможностью образования места посадки борта шины и, с другой стороны, с кольцевой торцевой поверхностью (1b) для сборки с частью (2b) фланца (2);
- фланец (2) собирают с ободом (1) в месте (2а) посадки указанного фланца (2) и кольцевой торцевой поверхности (1b) обода (1);
отличающийся тем, что сборку обода (1) с фланцем (2) осуществляют с помощью сварки кольцевой торцевой поверхности (1b) обода (1) и фланца (2) посредством одного сварного шва (5) перемешивающей сварки трением с использованием штифта в положении, которое дает возможность доступа к обеим сторонам шва.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выемки (7) выполняют в месте (2a) посадки фланца (2), при этом указанные выемки (7) не перекрывают окружность колеса и имеют U-образный профиль, ориентированный в направлении кольцевой торцевой поверхности (1b) обода (1).
3. Способ по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что фланец (2) выполняют путем литья.
4. Способ по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что фланец (2) выполняют путем ковки.
5. Способ по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что фланец (2) выполняют двойным этапом литья и ковки.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что двойной этап литья и ковки включает этап литья литейной заготовки, передачу указанной литейной заготовки в ковочный штамп, этап ковки указанной литейной заготовки, чтобы получить фланец (2), и удаление заусенцев с получением указанного фланца (2).
7. Способ по п. 5, отличающийся тем, что двойной этап литья и ковки включает этап литья литейной заготовки, складирование указанной литейной заготовки, передачу указанной литейной заготовки в печь для ее нагрева, передачу указанной литейной заготовки в ковочный штамп, этап ковки указанной литейной заготовки, чтобы получить фланец, и удаление заусенцев с получением указанного фланца (2).
8. Способ по п. 2, отличающийся тем, что, когда фланец (2) выполнен посредством двойного этапа литья и ковки, выемки (7) формируют в месте (2а) посадки борта шины на фланце (2) на этапе литья.
9. Способ по любому из пп. 1, 2, 6-8, отличающийся тем, что обод (1) выполняют согласно следующим последовательным этапам:
- этап (Р1) изготовления кольцевой торцевой поверхности (1b);
- этап (Р2) расширения указанной кольцевой торцевой поверхности (1b) до размера конечного обода в один этап;
- этап (P2) холодного или горячего флоспининга кольцевой торцевой поверхности (1b) таким образом, чтобы получить обод (1) в его конечной форме и профиле, содержащий заплечик только с той стороны, которая не будет приварена к фланцу (2).
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что на производственном этапе (P1) кольцевую торцевую поверхность (1b) выполняют с помощью горячей или холодной экструзии чушки из легкого сплава.
11. Способ по п. 9, отличающийся тем, что на производственном этапе (P1) кольцевую торцевую поверхность (1b) выполняют с помощью литья в литейной форме.
12. Способ по п. 9, отличающийся тем, что на производственном этапе (P1) кольцевую торцевую поверхность (1b) выполняют с помощью спекания порошков.
13. Способ по п. 9, отличающийся тем, что этап (P2) расширения и этап (P3) флоспининга выполняют холодным методом.
14. Способ по любому из пп. 1, 2, 6-8, 10-12, отличающийся тем, что перемешивающей сварке трением предшествует этап механической обработки зон сборки.
15. Способ по любому из пп. 1, 2, 6-8, 10-12, отличающийся тем, что после перемешивающей сварки трением следует этап механической обработки на обеих сторонах сварного шва, чтобы удалить заусенцы и любые возможные дефекты на основании сварного шва.
RU2017121016A 2014-12-17 2015-12-17 Способ производства гибридного колеса из легкого сплава, содержащего передний фланец и обод RU2694481C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1462671A FR3030370B1 (fr) 2014-12-17 2014-12-17 Procede de fabrication d'une roue hybride en deux parties en alliage leger notamment aluminium comportant des evidements dans un des sieges de talons de pneumatique
FR1462671 2014-12-17
PCT/FR2015/053590 WO2016097628A1 (fr) 2014-12-17 2015-12-17 Procede de fabrication d'une roue hybride en alliage leger, comprenant un flasque avant et une jante

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017121016A RU2017121016A (ru) 2019-01-18
RU2017121016A3 RU2017121016A3 (ru) 2019-05-22
RU2694481C2 true RU2694481C2 (ru) 2019-07-15

Family

ID=52684427

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017121018A RU2702928C2 (ru) 2014-12-17 2015-12-17 Способ производства гибридного колеса из легкого сплава, содержащего передний фланец и обод
RU2017121016A RU2694481C2 (ru) 2014-12-17 2015-12-17 Способ производства гибридного колеса из легкого сплава, содержащего передний фланец и обод

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017121018A RU2702928C2 (ru) 2014-12-17 2015-12-17 Способ производства гибридного колеса из легкого сплава, содержащего передний фланец и обод

Country Status (20)

Country Link
US (2) US11338611B2 (ru)
EP (2) EP3233521B1 (ru)
JP (2) JP2018509325A (ru)
KR (2) KR20170106335A (ru)
CN (2) CN107206837A (ru)
AU (2) AU2015365739A1 (ru)
BR (2) BR112017013001B1 (ru)
CA (2) CA2985629C (ru)
ES (2) ES2814156T3 (ru)
FR (1) FR3030370B1 (ru)
HR (1) HRP20182111T1 (ru)
HU (2) HUE050903T2 (ru)
MA (1) MA41206B1 (ru)
MX (2) MX2017007962A (ru)
PL (2) PL3233521T3 (ru)
PT (1) PT3233521T (ru)
RS (1) RS58284B1 (ru)
RU (2) RU2702928C2 (ru)
TR (1) TR201819437T4 (ru)
WO (2) WO2016097627A1 (ru)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3665018A4 (en) * 2017-08-08 2021-05-05 Vision Composite Products, LLC TWO-PIECE WHEEL
US10661602B2 (en) 2017-10-05 2020-05-26 Ford Global Technologies, Llc Reinforced composite hybrid wheel construction
CN108247289A (zh) * 2017-12-19 2018-07-06 六和轻合金(昆山)有限公司 一种两片式空心摩擦焊轮毂铸造工艺
JP2021518298A (ja) * 2018-03-19 2021-08-02 ディー.エス.レイダー エルティーディー ホイール組立体
FR3082144B1 (fr) * 2018-06-12 2021-12-31 Renault Sas Jante pour roue de vehicule
US20240100624A1 (en) * 2018-08-28 2024-03-28 MELD Manufacturing Corporation Solid-state joining of features to cast parts
CN109048226A (zh) * 2018-09-07 2018-12-21 温州力邦企业有限公司 摩托车轮毂的制备工艺
CN109624596A (zh) * 2019-01-23 2019-04-16 昆山六丰机械工业有限公司 一种降噪铝合金轮毂及其制造方法
US11618098B2 (en) * 2020-02-03 2023-04-04 Ford Global Technologies, Llc Methods of forming and stamping tailor friction stir welded blanks with enhanced edge stretch
DE102020123670A1 (de) 2020-09-10 2022-03-10 Ronal Ag Rad, insbesondere Leichtmetallrad, und Verfahren zur Herstellung des Rades
IT202100015200A1 (it) * 2021-06-10 2022-12-10 Ferrari Spa Metodo e impianto di produzione di un cerchio per una ruota di un veicolo
CN115229017B (zh) * 2022-06-24 2024-06-21 中国石油大学(华东) 一种异形对轮旋压机

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0854792A1 (en) * 1995-10-26 1998-07-29 Norsk Hydro ASA Two-piece wheel
JP2000168303A (ja) * 1998-12-04 2000-06-20 Topy Ind Ltd スポーク型ホイールとその製造方法
US6530624B2 (en) * 2000-03-16 2003-03-11 Dr. Ing. H.C.F. Porsche Aktiengesellschaft Two-piece wheel for a motor vehicle
US6536111B1 (en) * 1996-07-24 2003-03-25 Hayes Lemmerz International, Inc. Process for spin forming a vehicle wheel

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3046924A (en) * 1957-04-23 1962-07-31 Commercial Shearing Apparatus for spin extruding metal articles
FR1571789A (ru) * 1967-06-30 1969-06-20
DE3004209C2 (de) * 1980-02-06 1983-02-03 Sintermetallwerk Krebsöge GmbH, 5608 Radevormwald Verfahren zum Verdichten von Pulvern und Metallen und deren Legierungen zu Vorpreßkörpern
CH652661A5 (de) * 1980-11-13 1985-11-29 Fischer Ag Georg Gegossene fahrzeugfelge.
DE3373281D1 (en) 1983-03-14 1987-10-08 Serio Thomas Di Method of producing pieces of aluminium or aluminium alloy
JPS60158933A (ja) * 1984-01-30 1985-08-20 Furukawa Alum Co Ltd 車輪リムの製造方法
DE4014368A1 (de) * 1989-09-15 1991-03-28 Kelsey Hayes Co Ganzflaechige radeinheit und verfahren zur herstellung derselben
US5271663A (en) 1991-04-19 1993-12-21 Superior Industries International, Inc. Wheel and method for correcting rotational imbalance of tires
JPH0788583A (ja) * 1993-09-17 1995-04-04 Topy Ind Ltd ツーピースアルミホイールの製造方法
US5564792A (en) * 1994-12-13 1996-10-15 Hayes Wheels International, Inc. Balancing weight attachment system for a vehicle wheel
JPH08216602A (ja) * 1995-02-10 1996-08-27 Tomita Auto:Kk サイドリムプロテクタ
US5769306A (en) * 1996-05-31 1998-06-23 The Boeing Company Weld root closure method for friction stir welds
DE19804739A1 (de) * 1998-02-06 1999-08-12 Bayerische Motoren Werke Ag Fahrzeugrad
US5975406A (en) * 1998-02-27 1999-11-02 The Boeing Company Method to repair voids in aluminum alloys
JP2000142003A (ja) * 1998-11-16 2000-05-23 Topy Ind Ltd 自動車用アルミホイールおよびその製造方法
AUPQ350599A0 (en) 1999-10-19 1999-11-11 Drage, Kevin Linane Modified wheel rim
JP2001206262A (ja) * 2000-01-28 2001-07-31 Rintekkusu Kk 自動車用車輪の製造方法
FR2818565B1 (fr) * 2000-12-27 2003-07-04 Serio Emile Di Procede de fabrication de pieces moulees puis forgees comprenant un ou deux evidements et installation de mise en oeuvre
JP2003054206A (ja) * 2001-08-20 2003-02-26 Daihatsu Diesel Mfg Co Ltd 自動車用のアルミホイール
JP4134562B2 (ja) * 2002-01-30 2008-08-20 日本軽金属株式会社 アルミニウム系構造体の製造方法
US6757976B2 (en) * 2002-02-04 2004-07-06 Asa Co. Ltd. Method for manufacturing alloy wheel for automobile
JP2011115812A (ja) * 2009-12-02 2011-06-16 Reizu Eng:Kk 軽合金製車両ホイールの製造方法
WO2013043914A1 (en) * 2011-09-20 2013-03-28 David Rosal Material surface modification using friction stir welding hybrid process
FR2981605B1 (fr) 2011-10-25 2013-11-01 Saint Jean Ind Procede de fabrication d'une roue hybride en deux parties en alliage leger notamment aluminium
FR2985205B1 (fr) * 2011-12-29 2014-01-10 Saint Jean Ind Procede de poteyage de matrice de forge dans la mise en oeuvre de pieces obtenues par deux operations successives de coulage de fonderie puis de forge
CN103071972A (zh) * 2012-10-18 2013-05-01 青岛文晟汽车零部件有限公司 一种汽车轮毂的生产工艺
EP2786828B1 (en) * 2013-04-04 2022-01-26 Ansaldo Energia Switzerland AG Method for welding rotors for power generation
CN103909342B (zh) * 2014-03-26 2017-01-11 上海交通大学 两片式轮毂的连接方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0854792A1 (en) * 1995-10-26 1998-07-29 Norsk Hydro ASA Two-piece wheel
US6536111B1 (en) * 1996-07-24 2003-03-25 Hayes Lemmerz International, Inc. Process for spin forming a vehicle wheel
JP2000168303A (ja) * 1998-12-04 2000-06-20 Topy Ind Ltd スポーク型ホイールとその製造方法
US6530624B2 (en) * 2000-03-16 2003-03-11 Dr. Ing. H.C.F. Porsche Aktiengesellschaft Two-piece wheel for a motor vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
BR112017013001B1 (pt) 2021-06-08
AU2015365740A1 (en) 2017-07-13
US20170349002A1 (en) 2017-12-07
FR3030370A1 (fr) 2016-06-24
BR112017013003B1 (pt) 2021-05-11
HRP20182111T1 (hr) 2019-02-22
KR20170103830A (ko) 2017-09-13
CN107223088A (zh) 2017-09-29
AU2015365739A1 (en) 2017-07-13
US11046110B2 (en) 2021-06-29
KR20170106335A (ko) 2017-09-20
RU2702928C2 (ru) 2019-10-14
MX2017007962A (es) 2018-01-11
BR112017013003A2 (pt) 2018-03-06
AU2015365740B2 (en) 2019-12-12
TR201819437T4 (tr) 2019-01-21
WO2016097627A1 (fr) 2016-06-23
CA2985629C (fr) 2022-09-27
MX2017007963A (es) 2018-01-11
PL3233521T3 (pl) 2019-04-30
HUE040359T2 (hu) 2019-03-28
RU2017121016A3 (ru) 2019-05-22
EP3233521B1 (fr) 2018-12-05
HUE050903T2 (hu) 2021-01-28
RS58284B1 (sr) 2019-03-29
PT3233521T (pt) 2018-12-17
RU2017121016A (ru) 2019-01-18
CA2985629A1 (fr) 2016-06-23
MA41206A (fr) 2017-10-25
ES2702458T3 (es) 2019-03-01
EP3233522A1 (fr) 2017-10-25
PL3233522T3 (pl) 2021-01-11
ES2814156T3 (es) 2021-03-26
US11338611B2 (en) 2022-05-24
WO2016097628A1 (fr) 2016-06-23
BR112017013001A2 (pt) 2018-03-06
JP2018509325A (ja) 2018-04-05
RU2017121018A (ru) 2019-01-18
US20170341122A1 (en) 2017-11-30
JP2018505806A (ja) 2018-03-01
CN107206837A (zh) 2017-09-26
EP3233521A1 (fr) 2017-10-25
CA2985630C (fr) 2022-11-22
FR3030370B1 (fr) 2018-04-20
EP3233522B1 (fr) 2020-08-19
MA41206B1 (fr) 2019-05-31
RU2017121018A3 (ru) 2019-05-17
CA2985630A1 (fr) 2016-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2694481C2 (ru) Способ производства гибридного колеса из легкого сплава, содержащего передний фланец и обод
US6769743B1 (en) Two-piece wheel
CN105307795B (zh) 制造弹簧支柱拱顶的方法
JP6322306B2 (ja) アルミニウム構造部材の製造方法
CN102019813B (zh) 铸造镁合金车轮
RU2583236C2 (ru) Способ изготовления состоящих из двух частей комбинированных колес из легкого сплава, в частности алюминиевого сплава
CN104827243A (zh) 一种轮辋制作方法及轮辋
WO1995007826A1 (fr) Roue de vehicule en alliage leger
US6463660B1 (en) Process for forming a vehicle wheel disc directly upon a vehicle wheel rim
JP2838593B2 (ja) 軽合金製車輛用ホイール
CN111376001A (zh) 一种摩擦焊v型推力杆的制造工艺

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201218

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20220309