本发明专利技术提供一种车轮轮辋超声强化工艺及装置以及机床，利用换能装置将电能转换为超声能，采用高强度冲击头对车轮轮辋进行高频冲击，细化轮辋表面晶格组织，形成一定厚度的硬化层，植入对于抗疲劳有益的表面残余压应力，进而提升车轮强度，大幅增加疲劳寿命。强化工艺包括：一序立式车床加工车轮内外轮辋的步骤S1，二序立式车床加工车轮正表面的步骤S2，三序立式加工中心加工孔类特征的步骤S3，在步骤S1与步骤S2之间还具有用于车轮轮辋超声强化的步骤S4，在步骤S4中包括如下步骤：设置超声参数步骤S5，编制超声加工程序步骤S6，超声冲击头对刀步骤S7，调整超声刀柄预压力步骤S8，超声强化加工步骤S9。超声强化加工步骤S9。超声强化加工步骤S9。
【技术实现步骤摘要】
一种车轮轮辋超声强化工艺及装置与具有该装置的机床
[0001]本专利技术涉及汽车工程领域，具体地涉及一种车轮轮辋超声强化工艺及车轮轮辋超声强化装置与具有该装置的机床。
技术介绍
[0002]车轮是汽车底盘组件中的关键零部件，承受车辆行驶过程的各种载荷，属于汽车的安全件。随着汽车行业对于节能减排的要求愈发强烈，车轮的轻量化设计开发也是整车轻量化的重要一环。但随着车轮轻量化的研发逐渐展开，在现有工艺条件下，车轮的承载能力逐渐下降，存在一定的安全隐患，客户端已多次抱怨车轮在行驶过程中存在轮辋开裂、抖动异常现象，疲劳寿命无法满足设计要求，影响车轮行驶的安全性和舒适性。因此，为应对车轮轻量化结构设计，急需研发一种新工艺，提升车轮轮辋强度，助力车轮的极限轻量化。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是，提供一种车轮轮辋超声强化工艺及车轮轮辋超声强化装置，其能够提升车轮轮辋强度，助力车轮的极限轻量化。
[0004]根据本专利技术的一方面，提供一种车轮轮辋超声强化工艺，包括：一序立式车床加工车轮内外轮辋的步骤S1，二序立式车床加工车轮正表面的步骤S2，三序立式加工中心加工孔类特征的步骤S3，其特征在于，在所述步骤S1与步骤S2之间还具有用于车轮轮辋超声强化的步骤S4，在该步骤S4中包括如下步骤S5
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S9：设置超声参数步骤S5，编制超声加工程序步骤S6，超声冲击头对刀步骤S7，调整超声刀柄预压力步骤S8，超声强化加工步骤S9。
[0005]优选地，在所述步骤S4中利用超声进行轮辋强化时，车轮轮辋转速设置为50~200r/min，超声冲击头的进给速度设置为0.1~0.4mm/r，超声冲击头的直径在2~10mm，超声刀柄的气缸的预压力为3~5kg，超声频率设置为20000~30000Hz，超声振幅设置为0.02~0.05mm。
[0006]优选地，在对车轮加工部位第一区域至第四区域利用超声进行轮辋强化时，加工参数分别如下设置：加工部位第一区域a~b，超声冲击头直径4mm，冲击角度与水平方向呈45度，车轮轮辋转速50r/min，进给速度0.1mm/r，超声刀柄预压力为4kg；加工部位第二区域c~d，超声冲击头直径10mm，冲击角度与水平方向平行，车轮轮辋转速100r/min，进给速度0.3mm/r，超声刀柄预压力为3kg；加工部位第三区域e~f，超声冲击头直径5mm，冲击角度与水平方向垂直，车轮轮辋转速80r/min，进给速度0.2mm/r，超声刀柄预压力为4kg；加工部位第四区域g~h，超声冲击头直径10mm，冲击角度与水平方向水平，车轮轮辋转速150r/min，进给速度0.3mm/r，超声刀柄预压力为3kg，其中，加工部位第一区域a~b对应于内轮缘外侧区域；加工部位第二区域c~d对应于外轮辋区域；加工部位第三区域e~f对应于内轮缘顶部区域；加工部位第四区域g~h对应于内轮辋区域。
[0007]根据本专利技术的另一方面，提供一种车轮轮辋超声强化装置，用于执行上述的车轮轮辋超声强化工艺，其包括：超声冲击头、超声刀杆、超声刀柄。
[0008]优选地，该超声刀杆与超声刀柄浮动式连接，在超声刀柄内包含用于对超声刀杆施加预压力的气缸。
[0009]根据本专利技术的又一方面，提供一种机床，其具有：用于装夹车轮的夹具、用于安装超声刀柄的刀盘、用于将电能转化为超声能的超声发生及换能器，以及上述的车轮轮辋超声强化装置，其中，超声刀柄与超声发生及换能器相连，车轮轮辋由机床主轴带动旋转。
[0010]优选地，机床为四轴或五轴机床，刀盘中设有能够带动超声刀柄进行摆动的摆动轴。
[0011]优选地，机床为三轴车床。
[0012]优选地，机床设有多个超声刀柄，以超声冲击头与待加工表面垂直的方式进行分区域加工。
[0013]该专利技术提出一种车轮轮辋超声强化工艺，利用换能装置将电能转换为超声能，采用高强度冲击头，对于车轮轮辋进行高频冲击，细化轮辋表面晶格组织，形成一定厚度的硬化层，植入对于抗疲劳有益的表面残余压应力，进而提升车轮强度，大幅增加疲劳寿命。
附图说明
[0014]以下，结合附图来详细说明本专利技术的实施方案，其中：
[0015]图1是根据本专利技术的车轮轮辋超声强化装置示意图；
[0016]图2是根据本专利技术的车轮轮辋超声强化工艺流程图；
[0017]图3是根据本专利技术的超声冲击头的摆角示意图；
[0018]图4是根据本专利技术的超声强化加工区域的第一示意图；
[0019]图5是根据本专利技术的超声强化加工区域的第二示意图；
[0020]图6是根据本专利技术的超声强化加工区域的第三示意图；
[0021]图7是根据本专利技术的超声强化加工区域的第四示意图；
[0022]图中：1
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夹具，2
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车轮，3
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超声冲击头，4
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超声刀杆，5
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超声刀柄，6
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刀盘，7
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超声发生及换能器。
具体实施方式
[0023]下面结合附图详细描述本专利技术的示例性实施例。下文描述的和附图示出的示例性实施例旨在教导本专利技术的原理，使本领域技术人员能够在若干不同环境中和对于若干不同应用实施和使用本专利技术。因此，本专利技术的保护范围由所附的权利要求来限定，示例性实施例并不意在、并且不应该被认为是对本专利技术保护的范围的限制性描述。而且，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不一定是按照实际的比例关系绘制的，涉及到方位描述，例如上、下、左、右、顶、底等指示的方位或位置关系，皆为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。贯穿附图，相同的元件由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆或不易观察理解时，将省略常规结构或构造。另外，在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以
是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。除非另外具体说明，否则在实施例中阐述的部件和组装步骤的顺序以及数值不限制本专利技术的范围。本领域技术人员可以理解，本专利技术中的“第一”、“第二”、“步骤”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。例如某步骤二、三可以对调或并行。
[0024]车轮常规工艺流程为：一序（亦称为第一工序）立式车床加工车轮内外轮辋的步骤S1，二序立式车床加工车轮正表面的步骤S2，三序立式加工中心加工孔类特征的步骤S3本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种车轮轮辋超声强化工艺，包括：一序立式车床加工车轮内外轮辋的步骤S1，二序立式车床加工车轮正表面的步骤S2，三序立式加工中心加工孔类特征的步骤S3，其特征在于，在所述步骤S1与步骤S2之间还具有用于车轮轮辋超声强化的步骤S4，在该步骤S4中包括如下步骤S5
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S9：设置超声参数步骤S5，编制超声加工程序步骤S6，超声冲击头对刀步骤S7，调整超声刀柄预压力步骤S8，超声强化加工步骤S9。2.根据权利要求1所述的车轮轮辋超声强化工艺，其特征在于，在所述步骤S4中利用超声进行轮辋强化时，车轮轮辋转速设置为50~200r/min，超声冲击头（3）的进给速度设置为0.1~0.4mm/r，超声冲击头（3）的直径在2~10mm，超声刀柄（5）的气缸的预压力为3~5kg，超声频率设置为20000~30000Hz，超声振幅设置为0.02~0.05mm。3.根据权利要求2所述的车轮轮辋超声强化工艺，其特征在于，在对车轮加工部位第一区域至第四区域利用超声进行轮辋强化时，加工参数分别如下设置：加工部位第一区域a~b，超声冲击头直径4mm，冲击角度与水平方向呈45度，车轮轮辋转速50r/min，进给速度0.1mm/r，超声刀柄预压力为4kg；加工部位第二区域c~d，超声冲击头直径10mm，冲击角度与水平方向平行，车轮轮辋转速100r/min，进给速度0.3mm/r，超声刀柄预压力为3kg；加工部位第三区域e~f，超声冲击头直径5mm，冲击角度与水平方向垂直，车轮轮辋转速80...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡卫民，李亚龙，王顺新，肖雨晨，户立杰，张贺帅，武振海，叶天琪，梁邦顺，杨立民，王渭新，黄少兵，朱晓霆，周成，杨磊，
申请(专利权)人：中信戴卡股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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