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1、三腔双活塞复合油缸的结构及其应用
本项目产品采用了三腔双活塞复合油缸压窝冲孔结构：压窝头和冲针同轴并分别由两个活塞作用，中隔套的长短决定冲针相对伸出长度，大、中、小腔的通断组合可实现不同的压窝冲孔顺序，以适应不同适应不同轮辋材质加工工艺要求。
2、轮辋三维数字模型的建立及“分度圆”虚拟基准的引用
轮辋辐条孔呈立体布局，其轴线空间并不相交，针对如何保证均匀分布的问题，本项目在研制中引入了“分度圆”概念。该“分度圆”实际上是一个虚拟设计基准圆，是一个与轮辋同轴的假想圆柱体。它与复合冲模轴线的交点，即孔心，系压冲头工作点。孔心至轮辋宽度对称面的距离，即偏心距。按相邻两孔（不论偏钭角同向或反向）孔心距相等、孔内边缘距离也相等的原则计算出此假想圆柱直径，即为分度圆柱直径。将分度圆柱和孔心投影到轮辋宽度对称面上，得到分度圆和孔心投影，即等分节点。分度圆上相邻两孔的孔心投影到距离应相等，孔内边缘距离也相等。从等分节点按给定切向角和俯仰角确定的空间方向冲孔，即可保证轮辋辐条孔的均匀分布。
影响分度圆直径的因素：轮辋直径D、宽度B、偏心距E、切向角α、俯仰角β、材料厚度δ、球窝参数及测量方式等，因而，“分度圆”是一个变量，须根据轮辋具体参数确定。分度圆正确与否，直接影响36个空间辐条孔位置，若位置精度较差，编辋美观性、辐条受力均匀性及轮辋减震性均将受到影响。目前国内大部分企业均执行GB13202-97标准，要求（Lmax-Lmin）≤3.2mm。我院在钢轮辋分度园计算二维数学模型基础上，根据铝轮辋特点建立了三维计算数学模型，并已在实践中得以验证。
3、工件支撑、定心、校圆、压冲及排屑功能的复合与结构实现
本项目设计了一种复合机构：主复合机构由拉盘、斜块、模座、固定套、复合凹模及工作台组成，拉盘带动斜块的上下移动可实现主复合凹模的径向伸缩，实现轮辋工件的支撑和校圆，主复合凹模为中空形，头部为压窝冲孔工作区，尾部为落料区，排屑孔为腰形结构，加工时前移正好与固定套、模座、工作台上的排屑孔对中，排屑孔直径逐渐增大，不易卡料。除主复合机构外，还有次复合机构，除不具有排屑孔功能外，其动作原理和作用与主复合结构完全相同。本项目产品由4组主复合机构、4组次复合机构及1组气门芯压冲机构组成，所有凹模具有较好的同圆性（加工工艺保证），工作时凹模外胀，对工件形成8点支撑（4个工作支撑点和4个辅助支撑点，气门芯孔支撑只发生在第一循环），可实现工作的自动定心和自动校圆，适应工件在形位公差方面的不足，提高产品加工精度。所有落料均通过排屑孔系掉进机座内的集料箱，实践证明此种结构通畅可靠。
4、轮辋固熔处理后最佳压冲特性时点的确定
铝合金材质在常态和固熔热处理后的性能参数相差悬殊，固熔处理后在室温时效下，其抗拉强度和硬度逐渐提高，延伸率逐渐降低，均为与时间有关的渐变函数。选择固熔热处理后进行压冲加工的时间间隔至关重要，间隔时间太短，容易成型但易粘模具，落料困难；间隔时间太长则成型不完整，球窝不饱满，且表面易出现裂纹。本项目经理论分析和实验验证：正确的控制间隔时间可以使其压冲效果较佳。
⑤自动分度精度的保证
常规铝轮辋辐条孔数为36个，个别为40个。本项目产品辐条孔工作头只有4个，因而需9次分度9组压冲。本项目产品采用的分度机构由回转油缸、分度凸轮、棘轮棘爪、分度齿圈、齿轮、随行夹具、定位销、定位弹簧及流动钢球等组成。工件放置于分度齿圈之上，由随行夹具夹紧以防止起停时产生相对移动，分度齿圈沿周向均布有高精度定位孔。分度时，在回转油缸作用下，分度凸轮将定位销从定位孔中拔出，同时，在棘轮棘爪的推动下，齿轮带动分度（内）齿圈转动，到位后，分度凸轮释放定位销，在定位弹簧的作用下定位销插入对应定位孔，实现分度定位，此时，回转油缸返回原位。此种结构可有效保证轮辋加工精度。
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