一种宽幅异形轮毂的成形模具及方法技术

本发明专利技术涉及一种宽幅异形轮毂的成形模具及方法，属于轮毂成形技术领域。包括正挤压模具和扩口翻边模具，所述正挤压模具用于采用一次加热三次成形的方法来分别成形目标轮毂的轮辋深度、轮辐厚度和轮辐形状，得到初始挤压态轮毂；所述扩口翻边模具用于对初始挤压态轮毂进行扩口翻边，得到目标轮毂。通过正挤压模具采用一次加热三次成形的方法来依次成形目标轮毂的轮辋深度、轮辐厚度和轮辐形状，将轮毂各部位分步成形，减小了单次挤压时第一凸模与坯料的接触面积，因而可以显著降低轮毂成形所需的载荷，对于实际生产过程中的液压设备不必做过高的要求。必做过高的要求。必做过高的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种宽幅异形轮毂的成形模具及方法


[0001]本专利技术涉及轮毂成形
，尤其涉及一种宽幅异形轮毂的成形模具及方法。

技术介绍

[0002]镁合金轮毂具有重量轻，减震性能好，强度高等许多优点，越来越被人们所青睐。镁合金轮毂的应用，可实现汽车的轻量化要求，同时降低了对能源的消耗，降低油耗的同时也减少了尾气的排放，起到了环保的作用。轮毂的成形方式主要由两种，铸造成形和挤压成形。但是铸造式镁合金轮毂由于存在缩孔，缩松等问题，使得轮毂性能差，无法普及。因此，镁合金轮毂大多采用挤压成形。
[0003]轮毂的外形特点是轮辐中心孔较小，而轮辐端面面积很大，且轮辐中心部位下凹。传统工艺在正挤压成形轮毂时，凸模与坯料的接触面积大，进而使得挤压过程所需成形载荷较高。另外，轮辐中心孔处下沉，使得空心坯料不易流动成形轮辐部位。因此，传统正挤压工艺需要极大的成形载荷，这对于挤压设备要求较高，进而提高生产成本。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种宽幅异形轮毂的成形模具及方法。所述的技术方案如下：第一方面，提供一种宽幅异形轮毂的成形模具，包括正挤压模具和扩口翻边模具，所述正挤压模具用于采用一次加热三次成形的方法来依次成形目标轮毂的轮辋深度、轮辐厚度和轮辐形状，得到初始轮毂；所述扩口翻边模具用于对初始轮毂进行扩口翻边，得到目标轮毂；其中，所述正挤压模具由大顶杆、小顶杆支板、第一下模板、第一螺钉、第一凹模垫板、第一凹模、预应力圈、若干根小顶杆、凹模芯轴、凹模垫块、顶料圈、凸模圈、芯轴、第一上模板、第一凸模垫板、凸模型芯和第一凸模组成伸缩凸模，所述第一下模板中部开设有支板凹槽，小顶杆支板置于支板凹槽中，大顶杆顶端与小顶杆支板的底面中部连接，第一下模板、第一凹模垫板和预应力圈通过第一螺钉连接，预应力圈位于第一凹模垫板上方的边缘位置，预应力圈为中空结构且其内腔为圆台形，第一凹模的外轮廓为与预应力圈内腔匹配的圆台形，第一凹模置于预应力圈内且外侧与预应力圈接触，第一凹模也为中空结构且上部开设有卡槽，凹模垫块置于卡槽中，凹模芯轴置于第一凹模内腔中并与凹模垫块之间留有定径带，凹模芯轴底部通过螺钉与第一下模板和第一凹模垫板连接，若干根小顶杆置于小顶杆支板上，小顶杆顶端与凹模芯轴连接，顶料圈通过凹模芯轴上开设的螺纹孔与小顶杆顶端螺纹连接，第一上模板、第一凸模垫板和第一凸模通过螺钉从上至下依次连接，凸模型芯置于第一凸模内腔中并与第一凸模过盈连接，第一凸模底端设有限位凸起，凸模型芯顶端设有卡位凸起，通过限位凸起和卡位凸起第一凸模将凸模型芯限位在第一凸模内腔中，凸模型芯底部中间开设芯轴凹槽，芯轴凹槽的直径与芯轴的直径匹配，芯轴与凹模芯轴连接并可在芯轴凹槽中滑动，凸模圈的内径与芯轴的直径匹配并用于套在芯轴上；
所述扩口翻边模具包括顶杆、第二下模板、第二凹模垫板、销、下模座、四个燕尾条、四个凹模滑块、第二凸模、第二凸模垫板、第二上模板和第二螺钉，所述第二下模板中部开设有顶杆过孔，顶杆穿过顶杆过孔后与第二凹模垫板连接，下模座与第二下模板边缘通过销连接，下模座内腔为圆台形，四个凹模滑块组合形成扩口翻边模具的凹模，凹模内腔形状与目标轮毂的外轮廓形状相同，凹模滑块外侧与燕尾条通过第二螺钉连接后置于第二凹模垫板上并可在下模座的内腔内滑动，第二上模板、第二凸模垫板和第二凸模从上至下依次通过第二螺钉连接，第二凸模外形与目标轮毂的内轮廓形状相同。
[0005]可选地，所述芯轴底端开设有与凹模芯轴螺纹连接的第一定位孔，芯轴通过第一定位孔与凹模芯轴螺纹连接。
[0006]可选地，所述小顶杆顶端开设有与顶料圈螺纹连接的第二定位孔，顶料圈通过第二定位孔与小顶杆顶端螺纹连接。
[0007]第二方面，提供一种宽幅异形轮毂的成形方法，所述一种宽幅异形轮毂的成形方法采用上述第一方面所述的成形模具，包括如下步骤：S1，选用镁合金圆柱形的铸态坯料，对铸态坯料进行镦粗、反挤压和冲孔，制得空心坯料；S2，将空心坯料及正挤压模具加热至预定温度，并通过正挤压模具依次挤压成形目标轮毂的轮辋深度、轮辐厚度和轮辐形状，得到初始轮毂；S3，将初始轮毂取出并冷却至室温后，将初始轮毂的轮辋端部车削平整；S4，将车削后的初始轮毂和扩口翻边模具加热至预定温度，并通过扩口翻边模具对车削后的初始轮毂进行扩口翻边，得到目标轮毂。
[0008]可选地，所述S2在通过正挤压模具依次挤压成形目标轮毂的轮辋深度、轮辐厚度和轮辐形状时，包括如下步骤：S21，将空心坯料置于正挤压模具内并进行居中对齐后，第一上模板下行，带动第一凸模向下挤压，使空心坯料在由第一凸模、凹模垫圈及凸模型芯组成的腔室中填充，待坯料填充满该腔室后从凹模垫圈及凹模芯轴定径带所构成的间隙中挤压流出；S22，待到第一凸模挤压坯料使坯料到达第一凹模底部时，第一上模板停止下行，此时，轮辋部位成形结束，第一上模板上行，第一凸模垫板和第一凸模一同上行，并将凸模型芯一同带离坯料后，用工具将凸模型芯推回第一凸模，使第一凸模与凸模型芯的下端表面齐平；S23，第一上模板下行，第一凸模及凸模型芯一同向下挤压坯料，使坯料横向流动，待到坯料填充满凹模垫圈与芯轴之间的间隙时停止，然后第一上模板上行，此时，轮辐的厚度挤压完成；S24，将凸模圈套到芯轴上，第一上模板下行，当凸模型芯接触凸模圈后，第一上模板继续下行，会将凸模圈压入坯料中，当凸模圈完全没入坯料后得到初始轮毂；S25，第一凸模上移，由小顶杆连同顶料圈将初始轮毂及凸模圈顶出后，对初始轮毂进行室温冷却。
[0009]可选地，所述S4在通过扩口翻边模具对车削后的初始轮毂进行扩口翻边时，包括如下步骤：S41，将车削后的初始轮毂及扩口翻边模具加热至预定温度后，顶杆带动第二凹模
垫板上移，使凹模滑块沿着下模座凹槽向上滑动，凹模滑块打开，将车削后的初始轮毂放于第二凹模垫板上并进行居中对齐；S42，顶杆带动第二凹模垫板向下滑动，使得凹模滑块包覆车削后的初始轮毂向下合拢；S43，第二上模板带动第二凸模下行通过第二凸模对车削后的初始轮毂进行扩口翻边；S44，顶杆上行带动第二凹模垫板将扩口挤压件顶出并取出，待冷却至室温后进行车削精加工，得到目标轮毂。
[0010]可选地，所述S1在对铸态坯料进行镦粗、反挤压和冲孔之前，还包括：对铸态坯料进行均匀化处理。
[0011]上述所有可选地技术方案均可任意组合，本专利技术不对一一组合后的结构进行详细说明。
[0012]借由上述方案，本专利技术的有益效果如下：通过正挤压模具采用一次加热三次成形的方法来依次成形目标轮毂的轮辋深度、轮辐厚度和轮辐形状，将轮毂各部位分步成形，减小了单次挤压时第一凸模与工件的接触面积，因而可以显著降低轮毂成形所需的载荷，对于实际生产过程中的液压设备不必做过高的要求。
[0013]进一步地，在第一凸模和凸模型芯的挤压作用下，借助凹模芯轴和凹模垫块之间的定径带成形轮辋的深度，借助凹模垫块与芯轴之间的限定成形轮辐的厚度，并借助凸模圈成形轮辐的形状，实现了将轮毂各部位分步成形，减小了单次挤压时第一凸模与坯料的接触面积，因而可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽幅异形轮毂的成形模具，其特征在于，包括正挤压模具和扩口翻边模具，所述正挤压模具用于采用一次加热三次成形的方法来依次成形目标轮毂的轮辋深度、轮辐厚度和轮辐形状，得到初始轮毂；所述扩口翻边模具用于对初始轮毂进行扩口翻边，得到目标轮毂；其中，所述正挤压模具由大顶杆（1）、小顶杆支板（2）、第一下模板（3）、第一螺钉（4）、第一凹模垫板（5）、第一凹模（6）、预应力圈（7）、若干根小顶杆（8）、凹模芯轴（9）、凹模垫块（10）、顶料圈（11）、凸模圈（12）、芯轴（13）、第一上模板（14）、第一凸模垫板（15）、凸模型芯（16）和第一凸模（17）组成伸缩凸模，所述第一下模板（3）中部开设有支板凹槽，小顶杆支板（2）置于支板凹槽中，大顶杆（1）顶端与小顶杆支板（2）的底面中部连接，第一下模板（3）、第一凹模垫板（5）和预应力圈（7）通过第一螺钉（4）连接，预应力圈（7）位于第一凹模垫板（5）上方的边缘位置，预应力圈（7）为中空结构且其内腔为圆台形，第一凹模（6）的外轮廓为与预应力圈（7）内腔匹配的圆台形，第一凹模（6）置于预应力圈（7）内且外侧与预应力圈（7）接触，第一凹模（6）也为中空结构且上部开设有卡槽，凹模垫块（10）置于卡槽中，凹模芯轴（9）置于第一凹模（6）内腔中并与凹模垫块（10）之间留有定径带，凹模芯轴（9）底部通过螺钉与第一下模板（3）和第一凹模垫板（5）连接，若干根小顶杆（8）置于小顶杆支板（2）上，小顶杆（8）顶端与凹模芯轴（9）连接，顶料圈（11）通过凹模芯轴（9）上开设的螺纹孔与小顶杆（8）顶端螺纹连接，第一上模板（14）、第一凸模垫板（15）和第一凸模（17）通过螺钉从上至下依次连接，凸模型芯（16）置于第一凸模（17）内腔中并与第一凸模（17）过盈连接，第一凸模（17）底端设有限位凸起，凸模型芯（16）顶端设有卡位凸起，通过限位凸起和卡位凸起第一凸模（17）将凸模型芯（16）限位在第一凸模（17）内腔中，凸模型芯（16）底部中间开设芯轴凹槽，芯轴凹槽的直径与芯轴（13）的直径匹配，芯轴（13）与凹模芯轴（9）连接并可在芯轴凹槽中滑动，凸模圈（12）的内径与芯轴（13）的直径匹配并用于套在芯轴（13）上；所述扩口翻边模具包括顶杆（18）、第二下模板（19）、第二凹模垫板（20）、销（21）、下模座（22）、四个燕尾条（23）、四个凹模滑块（24）、第二凸模（25）、第二凸模垫板（26）、第二上模板（27）和第二螺钉（28），所述第二下模板（19）中部开设有顶杆过孔，顶杆（18）穿过顶杆过孔后与第二凹模垫板（20）连接，下模座（22）与第二下模板（19）边缘通过销（21）连接，下模座（22）内腔为圆台形，四个凹模滑块（24）组合形成扩口翻边模具的凹模，凹模内腔形状与目标轮毂的外轮廓形状相同，凹模滑块（24）外侧与燕尾条（23）通过第二螺钉（28）连接后置于第二凹模垫板（20）上并可在下模座（22）的内腔内滑动，第二上模板（27）、第二凸模垫板（26）和第二凸模（25）从上至下依次通过第二螺钉（28）连接，第二凸模（25）外形与目标轮毂的内轮廓形状相同。2.根据权利要求1所述的一种宽幅异形轮毂的成形模具，其特征在于，所述芯轴（13）底端开设有与凹模芯轴（9）螺纹连接的第一定位孔，芯轴（13）通过第一定位孔与凹模芯轴（9）螺纹连接。3.根据权利要求1所述的一种宽幅异形轮毂...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵熹，贺亚云，张治民，罗红侠，方敏，任贤魏，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：