一种轻量化轮毂锻造方法技术

本发明专利技术涉及轮毂锻造技术领域，公开一种轻量化轮毂锻造方法，包括以下步骤：a.根据铝轮毂零件图计算所需坯料的体积，将铝合金热轧厚板锯切成方片状或圆片状坯料；b.将坯料放入到加热炉中预热到锻造温度；c.采用开式模锻对预热好的坯料进行初锻，使其成盘形坯料；d.将盘型坯料放入到成型轮毂锻造模具中进行终锻，得到成型坯料；e.将成型坯料进行热处理及机加工，得到轮毂成品，该锻造方法能够显著降低原料成本、设备成本且提高生产效率。设备成本且提高生产效率。设备成本且提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种轻量化轮毂锻造方法


[0001]本专利技术涉及轮毂锻造
，具体为一种轻量化轮毂锻造方法。

技术介绍

[0002]世界汽车工业正向着轻量、高速、安全、节能、舒适与环境污染轻的方向发展，因此铝合金零部件在汽车中的用量日益增多。轮毂作为汽车行驶系统中的重要部件之一，也是一种要求较高的保安件，它不仅承载汽车的重量，同时也体现着汽车的外观造型。在过去的10年，全球铝合金汽车轮毂产量的年平均增长率达7.6%。由此可见，随着汽车轻量化的需求日益扩大，铝合金轮毂在现代汽车制造中正逐步取代传统的钢制轮毂而被广泛地推广应用。
[0003]针对上述问题，申请号为201510739083.0名称为《锻造铝合金轮毂的制造方法》的中国专利公开其锻造方法，包括以下步骤：步骤一，根据铝轮毂零件图计算所需坯料的体积，将铝合金热轧厚板锯切成方片状或圆片状坯料；步骤二，将坯料放入到加热炉中预热到锻造温度；步骤三，采用开式模锻对预热好的坯料进行初锻，使其成盘形；步骤四，对盘形挤压坯料进行冲孔胀形；步骤五，将冲孔胀形的毛坯放入旋压机进行旋压成形；步骤六，将旋压成形的毛坯进行热处理及机加工，得到轮毂成品。
[0004]上述的现有技术中，步骤四和步骤五是必要步骤，通过这两个步骤才能够得到成型轮毂坯料，而步骤三锻造后的坯料形状呈扁厚状，原因在于在锻造后，轮毂因为温度原因，其抗形变能力较弱，直接锻造呈成型轮毂形状，在顶出时，由于轮辋中部内凹，需要较大的顶压力才能将坯料顶出，这就容易导致产品发生形变，导致产品报废，故，锻造后的轮毂整体是又扁又厚，只能在后续另外设置两个步骤对轮毂进行冲孔以及塑型，这也导致，旋压工序成为现有技术中必不可少的一步，在旋压的过程中，轮毂坯料会被拉长并削薄，在这个过程中会浪费大量的原材料，已知现有锻造一个10公斤左右的轮毂需要40公斤原料，原料利用率仅为25%，十分浪费，导致轮毂材料成本的增加，而工艺本身涉及到的旋压机的设备成本、工序运行成本也会显著增加轮毂生产成本，最终导致轮毂成本居高不下。

技术实现思路

[0005]针对现有锻造工艺原料利用率低且锻造成本高，从而导致轮毂生产成本居高不下的问题，本专利技术的目的在于提供一种能够显著降低轮毂锻造成本的轻量化轮毂锻造方法。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种轻量化轮毂锻造方法，包括以下步骤：a.根据铝轮毂零件图计算所需坯料的体积，将铝合金热轧厚板锯切成方片状或圆片状坯料；
b.将坯料放入到加热炉中预热到锻造温度；c.采用开式模锻对预热好的坯料进行初锻，使其成盘形坯料；d.将盘形坯料放入到成型轮毂锻造模具中进行终锻，得到成型坯料；e.将成型坯料进行热处理及机加工，得到轮毂成品。
[0007]通过上述方案：改进后的锻造方法与现有技术相比，区别在于，改进后的工艺利用步骤d中的成型轮毂锻造模具在终锻后得到的是一个成型的坯料，而不是现有技术中终锻得到的扁厚的粗胚，后续只需要简单的热处理和机加工即可，省略了现有工艺中的冲孔胀形工序以及轮毂旋压工序，要知道的是，在轮毂旋压工序中，原料的浪费率往往高达50%以上，且后续的机加工的原料浪费率也高达20%以上，故，生产一个10公斤左右的轮毂，用现有工艺，需要准备40公斤的原料，这就导致，生产工艺设计的设备成本高昂、原料成本高昂且生产效率较低，而改进的锻造方法，直接省略冲孔胀形以及轮毂旋压工序，且在后续的机加工中，原料的利用率也显著降低，生产一个10公斤左右的轮毂，只需准备18公斤的原料，显著降低了原料成本，且工序的省略，既降低了设备成本也提高了生产效率。
[0008]进一步的，步骤d中的成型轮毂锻造模具包括快速脱模机构，快速脱模机构包括于下模板上设置的下模体，下模体位于下模芯外部，用于成型轮辋，下模体由两块以上可相互贴合形成闭环用于成型轮辋或相互远离与坯料轮辋处脱离的模体组件组成，开模后，模体组件相互远离即可实现坯料轮辋处的脱模。
[0009]通过上述方案：将现有的一体呈环形的下模体设计呈多块模体组件，这些模体组件相互靠近后形成闭环用于成型轮辋，这些模体组件相互远离后，可直接与轮毂的轮辋脱离，轮毂直接放置在下模芯上，只需很小的顶压力就可将轮毂取下，故，即使是成型的轮毂坯料在较高的温度下也不会发生形变。
[0010]进一步的，步骤d中的轮毂锻造模具包括有锻造防形变机构，锻造防形变机构包括设置在上模板上且于上模芯外升降设置的紧箍套圈，紧箍套圈的升降受控于第二升降机构。
[0011]通过上述方案：众所周知，模具在锻造过程中，上模的顶压力十分大，会导致坯料形变的挤压力将下模体挤出缝隙，就会影响到轮辋的形状，而设置紧箍套圈后，增设的紧箍套圈是提高本模具锻造成功率的关键，该紧箍套圈始终牢牢箍住模体组件，避免模体组件之间产生缝隙，从而确保轮毂锻造的质量。
[0012]进一步的，所述第二升降机构为设置于上模板和紧箍套圈之间的第二油缸，第二油缸的缸体固定在上模板上，第二油缸的活塞杆竖直向下且下端与紧箍套圈固定连接。
[0013]通过上述方案：通过油缸活塞杆的伸缩可以实现紧箍套圈的升降，从而实现对模体组件的箍紧或松开。
[0014]进一步的，步骤d中，上模板与下模板的开模过程中，首先上模芯与上模板一同上升直到上模芯上升至脱离成型坯料，与此同时第二油缸的活塞杆伸出，使得紧箍套圈保持套设在模体组件外围不动；接着第二油缸的活塞杆回缩，控制紧箍套圈上升，直到脱离模体组件；最后模体组件相互远离与成型坯料脱离。
[0015]通过上述方案：在开模时，先上升上模芯，保持紧箍套圈不动，从而在实现上模芯脱模的同时保持下模组件静止，以避免成型坯料发生径向形变，待上模芯脱模成功后，驱使紧箍套圈上升，这一过程不会与成型坯料发生挤压变形，最后模体组件相互分开，模体组件
的相互分开同样不会导致成型坯料的径向形变，最后，成型轮毂直接放置在下模芯上方，可轻易取下，故采用上述步骤可直接锻造出轻薄的成型坯料而无需担心该成型坯料在脱模过程中会发生形变，也就可省去现有技术中后续的旋压工艺，以降低生产成本。
[0016]进一步的，在上模芯中心向下凸设有用于成型供车轴通过的轴孔的凸柱，在下模芯中心设置有可供凸柱穿过轮毂坯料后抵接的抵接面。
[0017]通过上述方案：在锻造时直接成型轮毂上的通孔，无需在后续设置冲孔胀形工序，从而提升生产效率，降低生产成本。
[0018]进一步的，下模体中心升降设置有一顶料件，抵接面位于顶料件上端面，当模体组件相互脱离轮毂坯料后，顶料件上升，直接将成型坯料顶出下模芯下模体中心升降设置有一顶料件，抵接面位于顶料件上端面，当模体组件相互脱离轮毂坯料后，顶料件上升，直接将成型坯料顶出下模芯。
[0019]通过上述方案：顶料件的设置可将轮毂直接从模具上取出。
[0020]进一步的，所述步骤a中的铝合金热轧厚板选自7XXX系铝合金。
[0021]进一步的，所述步骤b和步骤c中，7XXX系铝合金的锻造温度为420～470℃。
[0022本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻量化轮毂锻造方法，其特征在于，包括以下步骤：a.根据铝轮毂零件图计算所需坯料的体积，将铝合金热轧厚板锯切成方片状或圆片状坯料；b.将坯料放入到加热炉中预热到锻造温度；c.采用开式模锻对预热好的坯料进行初锻，使其成盘形坯料；d.将盘形坯料放入到成型轮毂锻造模具中进行终锻，得到成型坯料，步骤d中的成型轮毂锻造模具包括快速脱模机构，快速脱模机构包括于下模板(5)上设置的下模体，下模体位于下模芯(7)外部，用于成型轮辋，下模体由两块以上可相互贴合形成闭环用于成型轮辋或相互远离与坯料轮辋处脱离的模体组件(3)组成，开模后，模体组件(3)相互远离即可实现坯料轮辋处的脱模；e.将成型坯料进行热处理及机加工，得到轮毂成品。2.根据权利要求1所述的轻量化轮毂锻造方法，其特征在于，步骤d中的轮毂锻造模具包括有锻造防形变机构，锻造防形变机构包括设置在上模板(1)上且于上模芯(8)外升降设置的紧箍套圈(2)，紧箍套圈(2)的升降受控于第二升降机构。3.根据权利要求2所述的轻量化轮毂锻造方法，其特征在于，所述第二升降机构为设置于上模板(1)和紧箍套圈(2)之间的第二油缸，第二油缸的缸体固定在上模板(1)上，第二油缸的活塞杆竖直向下且下端与紧箍套圈(2)固定连接。4.根据权利要求3所述的轻量化轮毂锻造方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：章可泽，
申请(专利权)人：宁波润程智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：