一种乘用车和商用车铝合金轮毂低压充型高压锻造变形复合成形装置及其使用方法，涉及一种汽车铝合金轮毂复合成形装置及其使用方法。本发明专利技术是要解决现有的汽车铝合金轮毂成形中无法彻底消除轮毂处的铸造缺陷且无法用铸造方法成形变形铝合金的技术问题。本发明专利技术拓宽了铝合金轮毂材料的使用范围，实现了铸造铝合金和变形铝合金都可以应用于铝合金轮毂成形的目标；传统铸造成形轮毂只能使用铸造铝合金，因为其流动充填能力强，而本发明专利技术可以实现变形铝合金用于铝合金轮毂，利用锻造变形解决其充填能力弱和易产生热裂纹的技术瓶颈问题。
【技术实现步骤摘要】
一种乘用车和商用车铝合金轮毂低压充型高压锻造变形复合成形装置及其使用方法
本专利技术涉及一种汽车铝合金轮毂复合成形装置及其使用方法。
技术介绍
汽车轮毂是汽车装备中重要的结构件，其不仅要承受静载荷，满足力学性能要求，而且还要承受冲击载荷和疲劳载荷。所以从服役要求方面看，汽车轮毂是整个汽车装备非常重要的承载结构件。随着国家节能、减排、增效和降耗的需求，汽车装备的轻量化要求越来越迫切。其中采用铝合金轮毂代替钢质轮毂是非常有效的途径。目前乘用车(家用轿车及9座以下载客汽车)领域，铝合金轮毂已经是非常普遍的。因为铝合金轮毂不仅能够使汽车减轻重量，而且能够提高轮毂导热性，降低爆胎机率，提升行驶安全性。商用车领域(卡车、大巴车、牵引车等)轻量化需求也迫使采用铝合金材料替代钢质材料，其中轮毂的替代也非常迫切。但是，商用车轮毂对服役性能的要求更加苛刻，承受静载荷、动载荷和疲劳载荷要求更高。目前，对于铝合金汽车轮毂的成形方法主要有重力金属型铸造、低压铸造、铸旋和锻造。重力铸造成本低，工艺简单，适应性较强，但是其成型的轮毂力学性能较低，承受冲击载荷和疲劳载荷能力较低，所以重力铸造轮毂一般使用在乘用车领域，且主要面向低端车领域。低压铸造成型的轮毂性能较重力铸造的明显提升，对静载荷、动载荷和疲劳载荷的适应性更高，具体表现为轮毂具有较好的力学性能、抗冲击性和抗疲劳性，其制造成本较重力铸造件高，轮毂一般使用在中高端车市场领域。铸旋技术是一种20世纪90年代发展起来的新型轮毂成形技术，它是将低压铸造和旋压技术相融合而产生的一种工艺复合技术。首先利用低压铸造生产轮毂坯，主要成型轮辐和轮毂部位。轮辋部位利用旋压技术成形制造。所以铸旋技术成形的轮毂的性能较低压铸造件和重力铸造件的性能都高一些，其成本较低压铸造稍高，但明显低于锻造轮毂成本。锻造轮毂是成本最高的成形技术，对于乘用车轮毂而言，需要多道次锻造和制坯工序，而且还需要多道次机械加工。对于商用车轮毂领域而言，也需要多道次锻造、制坯以及机械加工。锻造技术成形的轮毂只有大品牌的高端车才有装备。随着汽车生产批量的增大和技术成熟度的提升，汽车价格竞争非常激烈，轮毂的利润空间越来越小。所以必须要综合考虑成形技术的控形、控性和控价。轮毂是一种壁厚改变比较大的零件，从轮辋到轮辐，再到中心处的轮毂，壁厚变化非常大。铸造技术是一种依靠液态金属流动充填和凝固的技术，对于厚度不均匀的零件，容易在厚壁处产生缩孔、缩松等铸造缺陷。例如在中心轮毂的厚壁处就非常容易产生缺陷，所以重力铸造中轮毂的上方必须增加冒口，以减少铸造缺陷。低压铸造也必须进行长时间的保压，目的也是降低铸造缺陷和确保凝固，导致生产效率受到影响。铸旋技术归根到底轮毂处还是低压铸造成形的，所以也需要保压。就各种铸造技术而言，每种技术都无法保证彻底消除轮毂处的铸造缺陷。锻造轮毂中心部位需要大量机加采用满足安装要求，虽然能够消除铸造缺陷，但其成本明显升高，这对于轮毂行业的价格竞争力非常不利。此外，铸造技术生产轮毂只能用铸造合金，因为必须要保证良好的流动性。锻造轮毂必须使用变形铝合金，因为要保证铝合金具有良好的塑性变形能力。
技术实现思路
本专利技术是要解决现有的汽车铝合金轮毂成形中无法彻底消除轮毂处的铸造缺陷且无法用铸造方法成形变形铝合金的技术问题，而提供一种乘用车和商用车铝合金轮毂低压充型高压锻造变形复合成形装置及其使用方法。本专利技术的乘用车和商用车铝合金轮毂低压充型高压锻造变形复合成形装置是由上固定横梁1、中心杆位移限位套2、中心杆3、锁模缸4、锻造装置位移限位套5、活动横梁6、锻造装置7、导柱8、下固定横梁9、轮毂上模、轮毂下模11、支撑座12、铝合金熔化炉13、铝合金液14、坩埚15、加热电阻丝16、升液管17、升液管固定套18、顶杆20、垫块21、顶杆固定板22、顶杆底板23、锻造装置位移限位底板24、顶出缸25、中心杆限位底板26、锻造变形缸27、支座28、中心杆驱动液压缸29和整体锻造模块30组成；所述的支座28为空心结构且固定在上固定横梁1的上表面中心处；两个锻造变形缸27固定在上固定横梁1的上表面且位于支座28的内腔中；中心杆限位底板26固定在上固定横梁1的下表面中心处；中心杆驱动液压缸29固定在支座28的上表面中心处，中心杆驱动液压缸29的活塞杆穿过支座28、上固定横梁1和中心杆限位底板26且与支座28、上固定横梁1和中心杆限位底板26为滑动连接，两个锻造变形缸27对称布置在中心杆驱动液压缸29的活塞杆的两侧；中心杆位移限位套2固定在中心杆限位底板26的下表面，中心杆位移限位套2和中心杆限位底板26围成一个空腔；所述的中心杆3为4段阶梯式结构，中心杆3从下往上的直径依次增大，最下边直径最小部分的端面为球冠曲面，中心杆3的顶端与中心杆驱动液压缸29的活塞杆的底端固定，中心杆3的顶端设置在中心杆位移限位套2和中心杆限位底板26围成的空腔中，且中心杆3与中心杆位移限位套2为滑动连接；多个导柱8对称固定在上固定横梁1和下固定横梁9之间且导柱8靠近上固定横梁1的外侧；活动横梁6套在导柱8的外壁上且活动横梁与导柱8为滑动连接，活动横梁6位于上固定横梁1和下固定横梁9之间其三者均水平设置；两个锁模缸4对称固定在上固定横梁1的下表面的两侧，锁模缸4的活塞杆的底端固定在活动横梁6的上表面；锻造装置位移限位底板24固定在活动横梁6的上表面的中心处；所述的轮毂下模11固定在下固定横梁9的上表面中心处，所述的轮毂上模设置在轮毂下模11的正上方；多个垫块21均匀固定在活动横梁6与轮毂上模之间，活动横梁6位于轮毂上模的上方；多个顶出缸25均匀固定在上固定横梁1的下表面，顶出缸25的活塞杆穿过锻造装置位移限位底板24和活动横梁6且与锻造装置位移限位底板24和活动横梁6为滑动连接，顶出缸25的活塞杆下端与顶杆底板23的上表面固定，顶杆底板23固定在顶杆固定板22的正上方，顶杆底板23和顶杆固定板22均位于活动横梁6与下固定横梁9之间且均位于垫块21的内侧；多个顶杆20均匀设置于顶杆底板23和顶杆固定板22之间围成的空腔中，顶杆20穿过轮毂上模；所述的轮毂下模11中的分浇道11-1为倒锥形结构，保证与中心杆3接触时形成密封结构；所述的活动横梁6的中心部分固定一个锻造装置位移限位套5，锻造装置位移限位套5为空心结构且空心内壁的中上部水平设置一个凸台5-1，锻造装置位移限位套5与活动横梁6等高；所述的锻造变形装置7的外表面轮廓为两个圆柱体上下组合而成，上方的圆柱体外径大于下方的圆柱体结构；锻造变形装置7的内腔为空心结构，且底部的内径小于上方的内径；所述的锻造变形装置7设置在锻造装置位移限位套5的内腔中，锻造变形装置7与锻造装置位移限位套5为滑动连接，锻造变形装置7上方的大头部分设置在凸台5-1的上方；所述的中心杆3下方较细的两个部分分别设置在锻造变形装置7中内径不同的两个内腔中；下固定横梁9的中心内部固定升液管固定套18，升液管固定套18内壁固定升液管17，升液管17的顶部设置在分浇道11-1的正下方且互相连通；下固定横梁9的下表面设置多个支撑座12；下固定横梁9的正下方设置本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种乘用车和商用车铝合金轮毂低压充型高压锻造变形复合成形装置，其特征在于乘用车和商用车铝合金轮毂低压充型高压锻造变形复合成形装置是由上固定横梁(1)、中心杆位移限位套(2)、中心杆(3)、锁模缸(4)、锻造装置位移限位套(5)、活动横梁(6)、锻造装置(7)、导柱(8)、下固定横梁(9)、轮毂上模、轮毂下模(11)、支撑座(12)、铝合金熔化炉(13)、铝合金液(14)、坩埚(15)、加热电阻丝(16)、升液管(17)、升液管固定套(18)、顶杆(20)、垫块(21)、顶杆固定板(22)、顶杆底板(23)、锻造装置位移限位底板(24)、顶出缸(25)、中心杆限位底板(26)、锻造变形缸(27)、支座(28)、中心杆驱动液压缸(29)和整体锻造模块(30)组成；/n所述的支座(28)为空心结构且固定在上固定横梁(1)的上表面中心处；两个锻造变形缸(27)固定在上固定横梁(1)的上表面且位于支座(28)的内腔中；中心杆限位底板(26)固定在上固定横梁(1)的下表面中心处；中心杆驱动液压缸(29)固定在支座(28)的上表面中心处，中心杆驱动液压缸(29)的活塞杆穿过支座(28)、上固定横梁(1)和中心杆限位底板(26)且与支座(28)、上固定横梁(1)和中心杆限位底板(26)为滑动连接，两个锻造变形缸(27)对称布置在中心杆驱动液压缸(29)的活塞杆的两侧；中心杆位移限位套(2)固定在中心杆限位底板(26)的下表面，中心杆位移限位套(2)和中心杆限位底板(26)围成一个空腔；所述的中心杆(3)为4段阶梯式结构，中心杆(3)从下往上的直径依次增大，最下边直径最小部分的端面为球冠曲面，中心杆(3)的顶端与中心杆驱动液压缸(29)的活塞杆的底端固定，中心杆(3)的顶端设置在中心杆位移限位套(2)和中心杆限位底板(26)围成的空腔中，且中心杆(3)与中心杆位移限位套(2)为滑动连接；多个导柱(8)对称固定在上固定横梁(1)和下固定横梁(9)之间且导柱(8)靠近上固定横梁(1)的外侧；活动横梁(6)套在导柱(8)的外壁上且活动横梁与导柱(8)为滑动连接，活动横梁(6)位于上固定横梁(1)和下固定横梁(9)之间其三者均水平设置；两个锁模缸(4)对称固定在上固定横梁(1)的下表面的两侧，锁模缸(4)的活塞杆的底端固定在活动横梁(6)的上表面；锻造装置位移限位底板(24)固定在活动横梁(6)的上表面的中心处；所述的轮毂下模(11)固定在下固定横梁(9)的上表面中心处，所述的轮毂上模设置在轮毂下模(11)的正上方；多个垫块(21)均匀固定在活动横梁(6)与轮毂上模之间，活动横梁(6)位于轮毂上模的上方；多个顶出缸(25)均匀固定在上固定横梁(1)的下表面，顶出缸(25)的活塞杆穿过锻造装置位移限位底板(24)和活动横梁(6)且与锻造装置位移限位底板(24)和活动横梁(6)为滑动连接，顶出缸(25)的活塞杆下端与顶杆底板(23)的上表面固定，顶杆底板(23)固定在顶杆固定板(22)的正上方，顶杆底板(23)和顶杆固定板(22)均位于活动横梁(6)与下固定横梁(9)之间且均位于垫块(21)的内侧；多个顶杆(20)均匀设置于顶杆底板(23)和顶杆固定板(22)之间围成的空腔中，顶杆(20)穿过轮毂上模；所述的轮毂下模(11)中的分浇道(11-1)为倒锥形结构；所述的活动横梁(6)的中心部分固定一个锻造装置位移限位套(5)，锻造装置位移限位套(5)为空心结构且空心内壁的中上部水平设置一个凸台(5-1)，锻造装置位移限位套(5)与活动横梁(6)等高；所述的锻造变形装置(7)的外表面轮廓为两个圆柱体上下组合而成，上方的圆柱体外径大于下方的圆柱体结构；锻造变形装置(7)的内腔为空心结构，且底部的内径小于上方的内径；所述的锻造变形装置(7)设置在锻造装置位移限位套(5)的内腔中，锻造变形装置(7)与锻造装置位移限位套(5)为滑动连接，锻造变形装置(7)上方的大头部分设置在凸台(5-1)的上方；所述的中心杆(3)下方较细的两个部分分别设置在锻造变形装置(7)中内径不同的两个内腔中；下固定横梁(9)的中心内部固定升液管固定套(18)，升液管固定套(18)内壁固定升液管(17)，升液管(17)的顶部设置在分浇道(11-1)的正下方且互相连通；下固定横梁(9)的下表面设置多个支撑座(12)；下固定横梁(9)的正下方设置铝合金熔化炉(13)，铝合金熔化炉(13)内设置加热电阻丝(16)，铝合金熔化炉(13)内设置坩埚(15)，升液管(17)的底部设置在坩埚(15)中，铝合金熔化炉(13)上设置进气口和出气口；/n当对乘用车轮毂成形时，轮毂上模为第一轮毂上模(10)；/n当对商用车轮毂成形时，轮毂上模为第二轮毂上模(31)，第二轮毂上模(31)与第一轮毂上模(10)的区别为...
【技术特征摘要】
1.一种乘用车和商用车铝合金轮毂低压充型高压锻造变形复合成形装置，其特征在于乘用车和商用车铝合金轮毂低压充型高压锻造变形复合成形装置是由上固定横梁(1)、中心杆位移限位套(2)、中心杆(3)、锁模缸(4)、锻造装置位移限位套(5)、活动横梁(6)、锻造装置(7)、导柱(8)、下固定横梁(9)、轮毂上模、轮毂下模(11)、支撑座(12)、铝合金熔化炉(13)、铝合金液(14)、坩埚(15)、加热电阻丝(16)、升液管(17)、升液管固定套(18)、顶杆(20)、垫块(21)、顶杆固定板(22)、顶杆底板(23)、锻造装置位移限位底板(24)、顶出缸(25)、中心杆限位底板(26)、锻造变形缸(27)、支座(28)、中心杆驱动液压缸(29)和整体锻造模块(30)组成；
所述的支座(28)为空心结构且固定在上固定横梁(1)的上表面中心处；两个锻造变形缸(27)固定在上固定横梁(1)的上表面且位于支座(28)的内腔中；中心杆限位底板(26)固定在上固定横梁(1)的下表面中心处；中心杆驱动液压缸(29)固定在支座(28)的上表面中心处，中心杆驱动液压缸(29)的活塞杆穿过支座(28)、上固定横梁(1)和中心杆限位底板(26)且与支座(28)、上固定横梁(1)和中心杆限位底板(26)为滑动连接，两个锻造变形缸(27)对称布置在中心杆驱动液压缸(29)的活塞杆的两侧；中心杆位移限位套(2)固定在中心杆限位底板(26)的下表面，中心杆位移限位套(2)和中心杆限位底板(26)围成一个空腔；所述的中心杆(3)为4段阶梯式结构，中心杆(3)从下往上的直径依次增大，最下边直径最小部分的端面为球冠曲面，中心杆(3)的顶端与中心杆驱动液压缸(29)的活塞杆的底端固定，中心杆(3)的顶端设置在中心杆位移限位套(2)和中心杆限位底板(26)围成的空腔中，且中心杆(3)与中心杆位移限位套(2)为滑动连接；多个导柱(8)对称固定在上固定横梁(1)和下固定横梁(9)之间且导柱(8)靠近上固定横梁(1)的外侧；活动横梁(6)套在导柱(8)的外壁上且活动横梁与导柱(8)为滑动连接，活动横梁(6)位于上固定横梁(1)和下固定横梁(9)之间其三者均水平设置；两个锁模缸(4)对称固定在上固定横梁(1)的下表面的两侧，锁模缸(4)的活塞杆的底端固定在活动横梁(6)的上表面；锻造装置位移限位底板(24)固定在活动横梁(6)的上表面的中心处；所述的轮毂下模(11)固定在下固定横梁(9)的上表面中心处，所述的轮毂上模设置在轮毂下模(11)的正上方；多个垫块(21)均匀固定在活动横梁(6)与轮毂上模之间，活动横梁(6)位于轮毂上模的上方；多个顶出缸(25)均匀固定在上固定横梁(1)的下表面，顶出缸(25)的活塞杆穿过锻造装置位移限位底板(24)和活动横梁(6)且与锻造装置位移限位底板(24)和活动横梁(6)为滑动连接，顶出缸(25)的活塞杆下端与顶杆底板(23)的上表面固定，顶杆底板(23)固定在顶杆固定板(22)的正上方，顶杆底板(23)和顶杆固定板(22)均位于活动横梁(6)与下固定横梁(9)之间且均位于垫块(21)的内侧；多个顶杆(20)均匀设置于顶杆底板(23)和顶杆固定板(22)之间围成的空腔中，顶杆(20)穿过轮毂上模；所述的轮毂下模(11)中的分浇道(11-1)为倒锥形结构；所述的活动横梁(6)的中心部分固定一个锻造装置位移限位套(5)，锻造装置位移限位套(5)为空心结构且空心内壁的中上部水平设置一个凸台(5-1)，锻造装置位移限位套(5)与活动横梁(6)等高；所述的锻造变形装置(7)的外表面轮廓为两个圆柱体上下组合而成，上方的圆柱体外径大于下方的圆柱体结构；锻造变形装置(7)的内腔为空心结构，且底部的内径小于上方的内径；所述的锻造变形装置(7)设置在锻造装置位移限位套(5)的内腔中，锻造变形装置(7)与锻造装置位移限位套(5)为滑动连接，锻造变形装置(7)上方的大头部分设置在凸台(5-1)的上方；所述的中心杆(3)下方较细的两个部分分别设置在锻造变形装置(7)中内径不同的两个内腔中；下固定横梁(9)的中心内部固定升液管固定套(18)，升液管固定套(18)内壁固定升液管(17)，升液管(17)的顶部设置在分浇道(11-1)的正下方且互相连通；下固定横梁(9)的下表面设置多个支撑座(12)；下固定横梁(9)的正下方设置铝合金熔化炉(13)，铝合金熔化炉(13)内设置加热电阻丝(16)，铝合金熔化炉(13)内设置坩埚(15)，升液管(17)的底部设置在坩埚(15)中，铝合金熔化炉(13)上设置进气口和出气口；
当对乘用车轮毂成形时，轮毂上模为第一轮毂上模(10)；
当对商用车轮毂成形时，轮毂上模为第二轮毂上模(31)，第二轮毂上模(31)与第一轮毂上模(10)的区别为：第二轮毂上模(31)中心设置中心孔，中心孔的结构与整体锻造模块(30)相匹配；整体锻造模块(30)与锻造变形装置(7)的下表面固定连接；其它与第...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜巨福，王迎，黄敏杰，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。