铸旋铝合金轮毂对旋压设备的需求分析
影响A356铝合金车轮旋压成形品质的因素分析_刘智冲
图 ４ 充 型 不 足 Ｆｉｇ．４ Ｆｉｌｌｉｎｇ ｄｅｆｅｃｔ
同一轮型优化后 毛 坯 形 状 如 图 ５ 所 示，毛 坯 厚 度在１８～２０ｍｍ，开口角度为 １８°，毛 坯 末 端 厚 度 适 当 加 大 （压 铸 工 艺 允 许 情 况 下 ）。 更 改 后 的 内 角 充 型 有 明 显 改 善 ，如 图 ６ 所 示 。
摘要：从铸旋铝合金车轮的热旋压成形 工 艺 出 发，分 析 了 Ａ３５６ 材 料 强 韧 化 原 因，分 析 表 明：热 塑 性 变 形可成为 Ａ３５６铝合金强韧化的新途径，以此 为 基 础 发 展 的 铸 旋 成 形 工 艺 可 满 足 汽 车 轮 毂 进 一 步 轻 量 化 的 要求。分析了影响车轮旋压成形的温度、毛坯形状、模具结构等因素，对稳定旋压成 形 工 艺 具 有 实 际 指 导 意 义。
第４卷 第３期
刘智冲等：影响 Ａ３５６铝合金车轮旋压成形品质的因素分析
３３
５ 结语
图 ９ 改 进 后 模 具 结 构 Ｆｉｇ．９ Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｄｉｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
文中仅从铸旋铝合金车轮旋压成形工艺出发， 对现有旋压工艺中 的 成 形 关 键 问 题 做 了 分 析，说 明 旋 压 温 度 、毛 坯 开 口 角 度 、模 具 结 构 是 影 响 车 轮 成 形 品质的关键。
收 稿 日 期 ：２０１１－１０－１４ 作者简介：刘智冲（１９７６－），男，河北保定人，硕士，工程师，主要研究方向为材料塑性加工工艺及设备 。
第４卷 第３期
刘智冲等：影响 Ａ３５６铝合金车轮旋压成形品质的因素分析
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１ 材料强韧化的途径
Ａ３５６ 是 一 种 铸 造 铝 合 金，该 合 金 属 于 Ａｌ－Ｓｉ－ Ｍｇ 系 合 金。Ａ３５６ 合 金 的 组 织 为 初 生 α－Ａｌ固 溶 体，共晶 Ｓｉ相，其 中 α－Ａｌ有 较 好 的 塑 性，而 共 晶 Ｓｉ 相硬而脆。当铸件受力时，在 α相与共晶 Ｓｉ相的界 面处应力应变发 生 突 变，使 该 处 产 生 应 力 集 中。 特 别当共晶 Ｓｉ呈片状及外形棱角尖锐时，应力集中程 度大，易使 该 处 产 生 微 裂 纹，使 得 合 金 的 强 韧 性 不 足 ，限 制 了 该 合 金 的 进 一 步 应 用 。
先进的铝合金轮毂旋压成形技术
部被劈成两份，再用成形轮渐步旋压成形；锻坯强旋工艺是
将锻坯进行若干次的强旋，从而达到轮辋型面尺寸要求。用
一件毛坯来加工整件轮毂，原始板材的厚度必须至少为轮
毂外缘厚度的 ２ 倍，并且盘的延展翼（轮辋部分）的体积应与
图 ４ 预制锻坯劈开旋压工艺 ２．２．３ 无缝铝管旋压车轮辋工艺
通常这类加工分两步进行，首先是中部缩颈，其次是轮 辋边缘扩口、卷边，如图 ５ 所示。第 １ 步通常用普旋机进行 缩径旋压。缩径旋压是指使用旋轮（或摩擦块）将回转体空心 件或管状毛坯进行径向局部旋转压缩以减小其直径的成形 方法。第 ２ 步用带滑架的专用旋压机进行扩口、卷边等操
整个轮毂边缘成形部分的体积相同。板坯装在两部分模具 之间，模具一部分装在头座上，一部分装在尾顶上。通过劈 开工艺，毛坯在中部被劈分为两个等份，之后，连续渐进旋 压就可以得到想要的轮形，如图 ２ 所示。采用这一板料所制 成的轮毂，其性能指标与用两部分构成的轮毂同样好。
图 ２ 一件式轮毂劈开旋压工艺 ２．２．２ 旋压工艺在预制锻坯铝合金轮毂生产中的应用
车轮旋压一般可采用板材拉深旋压、板材劈开式旋压、 预制锻坯旋压、无缝管材缩径旋压几种工艺方式。 ２．２．１ 旋压工艺在板式铝合金轮毂生产中的应用
板式铝合金轮毂以板材为坯料采用拉深旋压工艺成 形。拉深旋压是在毛坯拉深过程中旋压成形的一种方法，它 是普通旋压中最主要、应用最广泛的成形方法。毛坯弯曲塑 性变形是它的主要的变形方式。拉深旋压又可分为简单拉 深旋压和多道次拉深旋压。当拉深比小时旋轮进行一道次 拉深旋压就能成形，称为简单拉深旋压；对于拉深比大的深 圆筒或其他形状复杂的工件需要采用多道次拉深旋压。
英寸载重汽车无内胎铝车轮，其造型美观、重量轻、强度高 的特点［２］是钢轮的强劲竞争点。
铝合金轮毂压铸件生产技术分析
铝合金轮毂压铸件铝合金轮毂铝合金轮毂有1件式、2件式和3件式的三件式的铝轮毂由一件中心部件和两个外圆件组成，并用航空级的螺钉拧在一起。
为了减轻质量，很多三件式铝轮毂使用锻造件。
三件式结构为厂家小批量制造提供了较大的灵活性。
安全对于高速行驶的汽车来说，因轮毂变形、制动等产生的高温爆胎、制动效能降低等现象已屡见不鲜。
而铝台金的热传导系数比钢、铁等大三倍，散热效果自然要好得多，从而增强了制动效能、提高了轮胎和制动盘的使用寿命、有效的保障了汽车的安全行驶。
舒适装有铝合金轮毂的汽车一般都采用子午线轮胎。
子午线轮胎的缓冲和吸震性能优于普通轮胎。
这样，汽车在不平的道路上或高速行驶时，舒适性将大大提高。
节能由于铝合金轮毂重量轻(与同样规格的铝或钢轮毂相差约2kg)、制造精度高，所以在高速转动时变形小、惯性阻力也小。
这有利于提高汽车的直线行驶性能、减轻轮胎滚动阻力，从而减少油耗。
生产技术铝合金轮毂铸造低压铸造是生产铝轮毂的最基本方法，也比较经济。
低压铸造就是把熔化的金属浇铸在模子里成型并硬化。
反压铸造是较为先进的铸造方法，用很强的真空把金属吸进模具，有利于保持恒温和排除杂质，铸件内没有气孔而且密度均匀，强度很高。
高反压模铸(HCM)工艺生产的铝轮毂几乎与锻造的一样，德国名厂BBS的RX/RY(15-20英寸)系列铝轮毂就是用HCM 法铸造的。
锻造锻造是制造铝轮毂的最先进的方法，以62.3MN的压力把一块铝锭在热状态下，压成一个车轮毂。
这种铝轮毂的强度是一般铝轮毂的3倍，而且前者比后者还轻20%。
有些造型美观且结构相对复杂的轮毂，往往不可能一次锻压成型。
滚锻(也叫模锻)是锻造的一种，把一支轮毂的毛坯在滚动中锻造成型。
滚锻出的轮毂在保持足够强度的同时，能大大减少厚度。
用这种工艺制造的铝合金轮毂不仅密度均匀、表面平滑、圈壁薄、质量轻，而且可承受较大的压力。
不过，由于这种产品需要较精良的生产设备，且成品率只有50%-60%，故制造成本稍高，价格自然也不低。
铝合金车轮旋压成形工艺因素分析
的喷射方式 、 新材料的运用上必须进行技术创新 。该公司尝试将喷涂 方式改为模具表面 经过验 证． 毛坯容易脱模 ， 即提高了生产效率又利 于环 保 。所 以有 必 要更 改 喷涂 方 式 ． 装 模 具 专 用 喷 涂 系 统 及 良好 的 安 排气装置。使其更合理 ， 更环保 ， 以此来稳定旋压工艺 。
【 要】 摘 本文从铸造铝合金 车轮 的热旋压成 形工艺出发 ， Ａ ５ 材料 的旋压性做 了进一步分析， 对 ３６ 对车轮 旋压模 具与毛坯贴合程度、 模具
润滑方式、 模具结构进行 了数值模拟和试验验证。结果表明 ， 选择合适的旋压温度能够避免 由于旋压过冷而造成的车轮毛坯缺 陷， 模具热膨胀
２１ 压 温度 选 择 ．旋
Ａ３６合金其室温塑性较差 ． ５ 需热态下成形 旋压温度的选择对其 成形性和成形质量有很大影响 采用高温拉伸实验测定合金在不 同温 度下的力学性能 ， 随着温度升高 ， 合金 的强度 下降 ， 塑性提高 特别是 在 ３０ 时 ， ５ ｏ 其塑性随温度的升高急剧增加 ， Ｃ 而强度也快速降低 ， 因此 旋压温度 一般选择在 ３ ０Ｃ ５ ｏ以上 ． 同时若温度过高 ． 则金属强度太低 ， 也容易 引起车轮轮辐处的变形且旋压时的金属流动不容易控制 ． 因此 旋压成形温度一般控制在 ３０ ４ ０Ｃ ５ ℃一 ０ ｑ之间 ２２缺陷分析 ＿ 铝车轮热旋压是一个材料 塑性变形的复杂过程 ， 于影响车轮安 对
系数 的 正 确 选取 、 具 结构 的合 理 设 计对 旋 压 成 形 工 艺至 关 重要 。 模
影响A356铝合金车轮旋压成形品质的因素分析
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ：ｓ ｎｎ ｎ ｏ ｅ ｓ；ｄ ｅｓ ｒ ｃ ｕｒ ｄｓ ｐｉ ｉ ｇ ｐｒ ｃ ｓ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ； ｏ ｔｍ ａ ｅ ｉ ｐ ｉ ｌｄ ｓｇｎ
近年来 ， 造铝 合 金 车 轮 以其 散 热快 ， 量 轻 ， 铸 质 节能 ， 舒适性 好 和外 观 漂亮 等 优 点在 轿 车 领 域 中得 到普及 。在车 轮轻 量化 趋 势 的要求 下 ， 车轮 正 面采
化 。
文献 ［ —４ 对铝 合金 车轮旋 压成 形影 响较大 的 ２ ］
工艺参 数 ， 旋压 道 次 匹配 、 轮 形状 、 如 旋 旋轮 进 给 速 度 、 压力等 分别进 行 了模 拟 分析和试 验研 究 ， 出 旋 得
了 一 系 列 重 要 结 论 。上 述 研 究 均 未 对 此 材 料 强 韧 化
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈｅ ｅ ｓ ｎ ｏｎ ｓ ｒ ｎｇ ｈｅ ｉ ｇ ｎ ｏｕ ｓｒｃ ： ｒ ａ ｏ ｔｅ ｔ ｎ ｎ ａ ｄ ｔ ｇｈｅ ｉ ３ ｃ ｓ ｌ ｉ ｕｍ ａｌ ｙ ｉ ａ ａ ｙ ｅ ｆｏｍ ｔ ｅ ａ ｔ ｐｌ ｎｎｇ ｏｆＡ ５６ ａ ｔ ａｕｍ ｎ ｌｏ ｓ ｎ ｌ ｚ ｄ ｒ ｈ ｃ ｓ ｕｓ ｈｏｔ ｓ ｎｎｉｇ ｐｒ ｃ ｓ ｌ ｉ ｕｍ ｌｏｙ ｗｈｅ ｌ． Ｔｈｅ ａ ａ ｙ ｅ ｅ ｕｌｓ ｓ ｗ ｈａ ｐｉ ｎ ｏ ｅ ｓｏｆａｕｍ ｎ ａｌ ｅｓ ｎ ｌ ｚ ｄ ｒ ｓ ｔ ｈｏ ｔ ｔｈｏｔｄｅｏｒ ａ ｉ ｎ ｃ ｎ ｂ ｗ ｔｅ ｔ ｎｉｇ ａｎ ｆ ｍ ｔｏ ａ ｅ ａ ｎｅ ｓ ｒ ｎｇ ｈｅ ｎ ｄ
铝合金轮毂低压铸造的模具设计分析论文
铝合金轮毂低压铸造的模具设计分析论文铝合金轮毂低压铸造的模具设计分析论文摘要：铝合金轮毂因其强度高、质量轻、价格合理、成型度好和回收率高等优点，在汽车工业得到了广泛的应用。
随着社会经济的发展，人们对汽车节能降耗的需求越来越高，汽车轻量化成为现代汽车发展的必然趋势。
对新型铝合金轮毂制造工艺及特点的探究对汽车工业发展具有重大的现实意义。
关键词：铝合金轮毂；低压铸造；模具设计；铸造工艺；1 铝合金轮毂的优势许多人开车开到一段时间以后，就会对汽车进行改装，尤其轮毂的改装最为常见，将原有的轮毂改造成铝合金轮毂后，不仅使汽车更加美观，而且驾驶的感觉更为舒适。
这是因为相对于其他金属，铝合金运用在轮毂上的优势非常多。
从元素上看铝合金是以铝为基体元素和加入一种或多种合金元素组成的合金。
铝最大的优点就是密度较小，大约只有铁的0.33，铁的熔点比铝的熔点要高很多，铝的熔点只有六百六十摄氏度，由于铝的性质偏软所以不能直接做刚性材料，所以需要加入其他金属弥补它的缺陷，所以铝合金就应运而生了。
铝合金既保留了铝的优点，不易腐蚀，质量轻等，又让其具有以下一些优势:强度高，其性能不亚于优质钢材料，可塑性好，导电性好，有着非常强的再加工特性、另外铝合金还拥有非常好的导电导热性。
这些优势让铝合金逐步成为了汽车，航天等工业不可替代的金属材料。
铝合金轮毂的优势主要包括:1) 重量轻。
铝合金轮毂轻巧，比起同尺寸的钢轮毂，其质量要轻出两千克，这样的质量差异使得铝合金轮毂的惯性和阻力都会有所减小，汽车的驾驶更加方便，减少驾驶员的疲惫之感，还会减少油耗。
2) 精度和强度更高。
铝合金轮毂的精度与强度比钢轮毂要高出许多，这是由于其铸造工艺特点决定，而且抗震性能良好，车轮会因此减少来自路面的冲击，减少驾驶员的疲惫感，即使路况很差，也不会很颠簸。
3) 散热好。
由于铝合金的传热系统优于钢，因此，汽车在行驶的过程中所产生的热量会通过铝合金轮毂以最快的速度传递出去，减少热量对汽车部件和性能的影响与危害[1]。
铝合金锻造轮毂项目可行性分析报告
铝合金锻造轮毂项目可行性分析报告一、项目背景及目标随着汽车工业的发展，铝合金轮毂作为一种轻量化、高强度、高刚性、高导热性能的产品，在市场上具有广阔的前景和潜力。
本项目旨在进行铝合金锻造轮毂的研发和生产，满足汽车市场对于高品质、轻量化产品的需求。
二、市场分析1.汽车市场需求：随着人们生活水平的提高，消费者对汽车的要求也越来越高，对于高品质、高性能的汽车配件的需求量也大幅增长。
铝合金轮毂作为一种重要的汽车配件，在市场上具有很大的需求量。
2.竞争分析：目前，国内外同行业竞争较为激烈，市场上存在着很多轮毂生产厂家。
然而，铝合金锻造轮毂的生产工艺相对较为复杂，需要较高的技术和设备支持，因此市场上的竞争相对较小。
三、技术分析1.铝合金锻造工艺：铝合金锻造是指通过对铝合金进行锻造加工，获得各种形状和尺寸的铝合金制品。
与其他铝合金成型工艺相比，铝合金锻造具有很多优势，包括高强度、高韧性、高耐磨性和高导热性等。
2.生产设备：铝合金锻造轮毂需要一套完整的生产设备，包括锻造机床、热处理设备、冷却设备和检测设备等。
这些设备的投入和维护成本相对较高，但可以提高产品的质量和生产效率。
四、项目优势1.轻量化：铝合金轮毂相比于传统的钢质轮毂具有明显的轻量化优势，可以减轻整车重量，提高燃油经济性。
2.高强度：铝合金轮毂经过锻造工艺加工，具有较高的强度和刚性，可以提高整车的操控性和安全性。
3.高导热性：铝合金具有良好的导热性能，可以有效地散热，避免轮胎过热。
五、项目实施计划1.技术研发：通过组建专业的研发团队，开展铝合金锻造轮毂的工艺研究和优化，提高产品的质量和性能。
2.生产设备：引进先进的铝合金锻造设备，建立完整的生产线，提高生产效率和产品品质。
3.市场推广：积极开拓国内外市场，与汽车制造商和销售商建立合作关系，推广铝合金锻造轮毂的应用。
六、经济效益分析1.投资规模：预计项目总投资为XXX万元，其中设备投资占比较大。
2.销售收入：根据市场需求和产品定价，预计年销售收入为XXX万元。
铝轮毂旋压成型工艺和设备的探究
102交通科技与管理技术与应用1 设备简介 目前我司引进韩国株式会社CSCAM 制造的WFF125 mm型3刀120℃平面布置旋压机2台套。
该机外形长5 006.5 mm宽4 572.29 mm 高4 269 mm，重32 850 kg。
主要由主轴驱动（250 kW）、X，Z 轴旋刀驱动（37 kW）、尾顶座和排出器（22 kW）等组成。
配套南京长江工业炉科技有限公司制造的燃气加热炉NCL2014-1523２套，额定功率920 kW，分5个加热区，额定温度550℃。
2 生产过程中的工艺关键控制点 我司配套有2条生产线，每条生产线各配套1套加热炉、1台旋压机、1台FANUC R-2000IC 210F 型机械手。
工作节拍为70 s 左右，每天两班12 h。
铝轮毂旋压成型工艺大致包括铝锭熔炼—铝液精炼—毛坯的铸造—X 光检测—去冒口—固溶时效—毛坯预热—旋压成型—车削加工—去毛刺—动平衡—氦气检漏—精磨—表面处理（除脂、酸洗、钝化、纯水洗）—喷涂—烘烤—动平衡检查—包装—入库。
其中的关键工艺控制要素如下： （1）轮毂的旋压温度。
铸造毛坯在旋压成型前必须预热到400℃以上，实际生产中设定轮毂加热炉的炉膛温度为425℃±10℃。
随着轮型尺寸的增大，炉温可适当提高。
特别是冬季生产中可提高到450℃±20℃。
关注生产环境温度的变化，及时微调预热炉毛坯的预热设定温度，是保证旋压成型达标的关键要素之一。
（2）尾顶的压紧力和同心度。
在旋压过程中，合适的尾顶压紧力是保证旋压正常进行的必要条件，压力太大，增加主轴旋转的阻力，降低联轴器的寿命；压力太小，轮毂毛坯会打滑，主轴和尾顶不同步。
所以，合适的尾顶压紧力对毛坯成型至关重要。
一般设定为4 MPa~5 MPa，通过调整液压站减压阀调压手柄可调整尾顶的压紧力，最大不应超过7 MPa。
尾顶和模具的同心度要调整在1.5 mm 以内，每次更换模具后必须用百分表测量其同心度，保证在此范围内。
铸旋铝合金轮毂旋压模具设计及压料方式研究
Ｓ ｕ ｙ ｏ — ｌ ｙ ｗｈ ｅ ｐｎ ｉｇ ｄｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｂａ ｋ ｈ ｌｅ ｄ ｔ ｄ ｎ ＡＩａ ｌ ｅ ｌ ｉｎｎ ｉ ｎ ｈ ｌｎ ｏｄ ｒｍｏ ｅ ｏ ｓ
Ｋ Ｎ ｉｇ Ｚ Ｎ ｉ ａ ②，Ｃ Ａ Ｇ Ｈａ ｉｇ Ｏ Ｇ Ｌｎ ， ＨＡ Ｇ Ｌｊ ｎ ｕ Ｈ Ｎ ｉ ｎ ⑧，Ｌ ｈ ｎ ｈｉ ｐ Ｉ ａｇ ａ。 Ｃ （ ｏｌ ｅｏ ｃａ ｉ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｙ ｎｈ ｎＵ ｉｅｓｙ ｉ ｕ ｎ ｄｏ０ ６ ０ Ｃ Ｎ； ①Ｃ ｌ ｇ ｆ ｅ Ｍｅｈ ｎｃ ｇｎ ｅ ｎ ， ａｓａ ｎｖｒｉ ，Ｑｎ ａｇ ａ ６ ０ ４， Ｈ ａＥ ｉ ｔ ｈ
Ｄｅ ａｔ ｎ ｆＥｎ ｉｏ ｍｅ ｔｌＥｎ ｉ ｅ ｒｎ ｐ ｒｍｅ ｔｏ ｖｒ ｎ ｎ ａ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ， Ｅｎ ｉｏ ｍ ｅ ｔＭ ａ ａ ｅ ｎ ｖｒ ｎ ｎ ｎ ｇ ｍｅ ｔ
Ｃ ｌ ｇ ｆ ｈｎ ，Ｑｎ ｕ ｎｄ ｏ０ ６ ０ Ｃ ｏ ｅｅｏ ｉａ ｉｈ ａ ｇ ａ ６ ０ ４， ＨＮ； ｌ Ｃ
和 旋压过 程 中的压 料方式 进行 分析 。
金轮毂 的方 法 中最受 关 注 的就 是 铸旋 加 工 方 法 Ｊ 即 ， 先通 过低压 铸造 工艺 制 成 旋 压 毛坯 ， 后 再 通过 对 轮 然
１ 旋 压 模 具 设 计
旋压 成形作 为 塑性 加 工 的 重要 分 支 ， 利 用旋 压 是 工 具对旋 转坯 料施 加 压力 ， 之 产 生 连续 的局 部 塑性 使
模 具 技 术 Ｍｌ Ｄ ｏｓ ｉ ｕ ＆ｅ ｄ ｓ
铸 旋 铝合 金 轮 毂 旋压 模 具 设 计 及压 料 方 式 研究
孔
（ 燕 山大学机 械工 程 学院 ， 北 秦 皇 岛 ０ ６ ０ ① 河 ６ ０ ４； （ 中国环 境 管理干部 学院环境 工程 系 ， 河北 秦 皇 岛 ０ ６ ０ ６ ０ ４；
铝合金轮毂挤压铸造模具设计及模拟分析
铝合金轮毂挤压铸造模具设计及模拟分析发表时间：2017-11-28T11:20:32.757Z 来源：《基层建设》2017年第24期作者：曾华[导读] 摘要：对铸旋铝合金轮毂旋压模具的设计进行了有限元热模拟分析，并经试验验证，旋压模具选用 4． 5‰的热膨胀系数是正确的。
对于正面非机加轮毂，提出了轮毂旋压时采用中心凸台和工艺轮唇同时压料的方法，根据车轮不同结构，尾顶压力范围控制在 4. 5 ～6 MPa，并在生产中得到广泛应用。
佛山市南海奔达模具有限公司摘要：对铸旋铝合金轮毂旋压模具的设计进行了有限元热模拟分析，并经试验验证，旋压模具选用 4． 5‰的热膨胀系数是正确的。
对于正面非机加轮毂，提出了轮毂旋压时采用中心凸台和工艺轮唇同时压料的方法，根据车轮不同结构，尾顶压力范围控制在 4. 5 ～ 6 MPa，并在生产中得到广泛应用。
关键词：铝合金;轮毂;等温挤压;模具设计轮毂是车轮上最关键零件之一,它是安装并支承轮胎的基础零件。
轮毂与轮胎组成一个整体,共同承受车的重力、制动力、驱动力、汽车转向时产生的侧向力及这些力产生的力矩。
轮毂在汽车行驶时处于高速旋转状态,其工作条件严酷。
因此,必须有一定的强度、刚度和工作耐久性,还要求其重量轻、质量均匀。
图1为某车辆轮毂示意图,原采用钢铁材料铸造、焊接加工而成,严重超重,直接影响了整车性能。
采用低密度材料代替传统的钢铁材料,可以有效减轻重量,铝合金具有密度小、比强度高和易于进行多种加工等优点,采用铝合金轮毂是减重的有效途径。
目前铝合金轮毂的成形方法是以压铸为主,但压铸法成品率低,并且容易产生冷隔、气孔、收缩、变形等缺陷,不能满足对强度、韧性和抗疲劳的性能的要求。
因此,需要采用塑性成形的方法,根据零件形状的特点,适于采用挤压成形,成形出来的制品尺寸精度高、组织和性能均匀。
1 工艺方案1. 1 工艺分析该轮毂所用的材料为铝合金LC4,在常温下塑性较低,成形性能差,但随着温度的升高,其塑性得到极大的改善,该材料在430～ 490℃塑性最好,因此,采用在450℃的下等温挤压成形该零件[2]。
铸旋铝合金车轮旋压模具的优化设计
铸旋铝合金车轮旋压模具的优化设计徐世文;张立娟;常海平;李华友【摘要】目的保证铸旋车轮短流程制造工艺的实现,提高旋压模具与同一轮型不同铸造毛坯的配合能力,防止因旋压后毛坯尺寸变化过大,造成车轮机加成品率下降的现象.方法以某款车轮旋压模具为研究对象,对其旋压模具结构进行重新设计,增加定位滑块、垫板等设计,提高毛坯与模具的定位与配合,增强模具对毛坯的自适应性.结果对改进后的旋压模具进行试验验证,新结构的旋压模具能够满足不同铸造毛坯的旋压,且控制上模压力在4.5 MPa内,毛坯尺寸合格,性能无影响.结论该旋压模具设计的方法已经应用到了其他铸旋车轮的设计中.【期刊名称】《精密成形工程》【年(卷),期】2018(010)002【总页数】4页(P122-125)【关键词】铸旋车轮;旋压模具;设计【作者】徐世文;张立娟;常海平;李华友【作者单位】中信戴卡股份有限公司工程技术研究院,河北秦皇岛 066011;河北环境工程学院环境工程系,河北秦皇岛 066000;中信戴卡股份有限公司工程技术研究院,河北秦皇岛 066011;中信戴卡股份有限公司工程技术研究院,河北秦皇岛066011【正文语种】中文【中图分类】TG315.2铸造+旋压铝合金车轮（简称“铸旋车轮”）的内部组织均匀、流线成纤维状，其性能大大高于低压铸造车轮，能够满足车轮市场大直径、高强度、轻量化的发展趋势，已在轿车中得到应用[1]。
为了节省制造成本、缩短制造流程，目前铸旋工艺的应用已经取消了预机加工，毛坯与旋压模具的配合主要采用了铸造封层定位[2]。
为了生产节拍的匹配，一般是多套铸造模具毛坯匹配一台旋压模具。
由于铸造模具的制造精度及车轮生产过程中产生的磨损，会造成铸造毛坯的定位内径出现偏差，尺寸变化不完全一致，同时，旋压模具在生产过程中也会出现磨损，造成同款轮型不同铸造模具的毛坯与旋压模具的配合、定位不精确，使得旋压后的毛坯出现变形和尺寸变化不一致，造成了机加工序的废品，直接影响了铸旋产品的成品率。
铝合金轮毂双向旋压成型工艺
０ ． 引 言
目前 铝 合 金 轮 毂有 不 同的 生 产方 法 ，较 常 见 的有 重
力铸 造 、低 压铸 造 、铸 造旋 、锻 造等 ，其 中重力铸 造成
３ ７（ １ ２）：２ ９ — ３ １ ．
３ 】 王志刚， 何宁 ， 武凯， 等． 薄壁零件加 工变形分析控制方案 ｏ １ ． 量也 不易 过大 ，吃刀量 过大 容易产 生塑性 变形 ，至 于在 内 【 ０ ０ ２ ，１ ３（ ２ ）：１ １ ４ — １ １ ７ ． 孔 加水是 由于棉 布或棉 花等 棉纤 维遇水 会膨胀 ，这样 就 与 中国机械 工程 ，２ ４ ］ 王增 强，孟晓娴 ，任学 军，等 ． 复 杂薄壁零件数控加 工变 零 件 内孔 接触 的更完 美 ，使 薄壁筒 变成 为实心 棒料 ，所 以 ｆ
（以下 简称单 向旋压 ），在此基 础上 ，我 司经过不懈 的努 力 ，终 于研 发成功 了双 向旋 压 成型工艺 （ 以下简称 双 向旋 压 ），取得 了巨大的经济效益 。
１ ． 铝 合 金 轮 毂 双 向旋 压 工 艺 与 单 向 旋 压 工 艺 对 比
１ ． １ 单向旋压和双向旋压的Ｔ艺差异 如图ｌ 、图２ 所 示 ，单 向旋压和 双 向旋 压 的最 大 区别 在
本 较低 ，但组织 致密性 以及 材料 强度也 较低 ；锻造成 本较 高 ，但组 织致 密性 以及 材料 强度 也较高 ；铸造 旋压 在成本 略微增 加的基 础上使 轮毂 轮辋部 有接近 锻造 圈的 高强度 ，
是 性 价 比较高 的铝 合 金轮 毂 生 产方 案 。 目前 铝 合 金 轮毂 铸 造 旋 压 工艺 基 本 都是 向轮 辋 部 内侧 一 个 方 向进 行 旋压
铝合金轮毂强力旋压的研究
应用科学SI LI C o NL L E Y露鬟2铝合金轮毂强力旋压的研究王震1杨洋2陆瑶2(1．秦皇岛戴卡轮毂制造有限公司秦皇岛066000；2．燕山大学里仁学院秦皇岛066004)【摘要]在分析筒形件强力旋压成形特点及其变形规律的基础上，对铝合金轮毂强旋成形工艺、缺陷成因进行了研究。
分析旋轮形状、旋轮进给率、壁厚减薄率、多旋轮之间的错距等工艺参数对成型改善的影响，对表面失稳、旋裂、折叠、表面起皱、贴模性不好等缺陷的成因进行了分析。
对铝合金轮毂的强旋加工、优化工艺参数提供有效方法和可靠依据。
[关键词]强力旋压铝合金轮毅工艺参数缺陷’中图分类号：T G306文献标识码：^文章编号：167卜一7597(2008)0710110一01一、引曹铝合金轮毂强旋成形是在普通筒形件强旋成形工艺的基础上发展起来的一种工艺。
与世界许多发达国家相比，我国在这一方面的研究相对滞后。
而国外17英寸以下轿车铝轮的生产以锻坯或坯经旋压成型已成为主流。
近几年国内外用锻造、旋压工艺制造了16—22．5英寸汽车无内胎车轮，以其造型美观、重量轻、强度高成为钢轮的强劲竞争点。
强力旋压是制造汽车轮毂的轮辋部分的最有效方法之一。
采用强力旋压工艺所得到的轮辋形状精度不逊于切削加工，而材料利用率、力学性能等方面都优于切削加工。
因此，这种方法在国外的轮毂加工时得到很大应用。
=、旋压铝合盒车轮工艺的研究铝合金车轮旋压指使用旋辊将回转体锻坯进行局部连续旋转压缩以成形其内外截面形状的成形方法。
该过程综合了普旋和强旋，在旋压过程中，将毛坯同心地适当装夹在合适的芯模上。
当主轴带动毛坯旋转后，数控系统自动控制旋轮运动轨迹，按规定的形状轨迹作运动，挤压毛坯，逐步地使毛坯紧贴模具形面，从而得到要求截面尺寸的工件。
其过程是一个集材料塑性变形，数控加工的复杂过程，缺陷多由材料的堆积，隆起所引起。
隆起过大，就会引起旋压力的明显增加，从而导致开裂，起皱。
环状波纹，表面粗糙，尺寸精度恶化等现象。
铸旋轮毂热旋压过程的数值模拟及工艺优化
２ ＣｉｃＤｉａ ｔｌ ｈ ｅ ａ ｕａ ｔ ｒ ｏ ，Ｌ ｄ ，Ｑｉｈ ａ ｇ ａ ６ ０ ３，Ｃｈｎ ） ． ｔ ｃ ｓａ Ｗ ｅｌＭ ｎ ｆｃｕ ｅＣ ． ｔ ． ｉ ｎ ｕ ｎ ｄ ｏ０ ６ ０ ｉａ
Ａｂｓｒ ｃ ：Ａ ｔａ ｔ ＦＥＭ ｏ ｌｆ ｒ ｈ ｐｉｎｉ ｒ ｅ ｓｏｆｃ ｓ— ｐｉ ｎ ｌ ｉ ｍ ｌｏ ｈ ｅ ｓ ｕｉ ｍ ｄｅ ｏ ｏｔｓ ｎ ｎｇ ｐ ｏｃ ｓ ａ ｔ ｓ ｎｎｉｇ ａ ｕｍ ｎｕ ａｌ ｙ ｗ ｅ ｌｗａ ｂ ｌ Ｓ ｓ ｔ ｔｍ ｉｅ ｔ ｔ， Ｏ ａ ｏ ｏｐ ｉ ｚ ｈｅ ｃ ｒ ｓ ｎｄ ｎ ｒ ｃ ｓ ｒ ｅ ｅ ｓ Ｔｈｅ ｏ ｄ ｏｎ ｓ ｉ ｎｉ ｈｅ ｌ ｒｎｇ ｓ ｎｎｎｇ ｗ ａ ｎａ ｙ ｅ ｗ ｈｉｈ ｃ ｎ ｂｅ ｔ ｅ ｈｅ ｅ ｉａ ｏｒ ｅ ｐｏ ｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓｐａ ａｍ ｔ ｒ ． ｌａ ｐ ｎ ｎｇ ｗ ｅ ｓ ｄｕ ｉ ｐｉ ｉ ｓ ａ ｌ ｚ ｄ， ｃ ａ ｈ ｔ ｏｒ ｔｃ ｌ
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精
密
成
形
工
程
第 ３卷
第 ２ 期
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＮＥＴＳＨＡＰＥ Ｆ ＯＲＭ Ｉ ＮＧ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
２１ ０ １年 ３月
铸 旋 轮 毂 热 旋 压 过 程 的数 值 模 拟 及 工 艺 优 化
旋压技术在轮毂加工中的应用
１旋压成形技术应用在轮毂生产 中工艺特点 （ ４ ） 金属材料 的热处理也是旋压工艺 中主要的因素 ， 在旋压过程 传统的轮毂生产工艺 由于表 面质量不高 以及成本费用 、技术难 中由于受到强大 的压 、 拉应力 ， 致使材料硬化严重 ， 必须采取热处理 度都 高等因素 ， 造成在 实际生产工作 中存在相 当严重 的问题 ， 整体影 手段加 以软化 ，为了改变终极工件 的机械性能也需要进行必要的热 响汽车制造企业 的可持续发展 。 为 了解决这一问题 ， 并且满足现代化 处 理 。 社会发展需求 ， 各 大汽车制造企业纷纷采用旋压技术 ， 整体提升轮毂 ２ ． ２旋压技术原理 旋压技术起源于我国唐代 ， 由制 陶工艺发展而来 。旋压是一种综 制造工作效率 ， 在一定 的工艺技术下生产符合标准的产物 。 如下对旋 压成形技术在轮毂生产工艺中应用特点进行详细介绍 ： 合了锻造 、 挤压 、 拉伸 、 弯曲、 环轧 、 横轧 和滚挤等工艺特点 的少无切 将金属筒坯 、 平板毛坯或预制坯用尾顶顶紧在旋 （ １ ） 对于旋压技术而言 ， 在进行轮毂生产环 节时 ， 旋压设备 中旋 削加工 的先进工艺 ， 轮对坯料采用 的是逐点旋压 ， 不 同于传统 的制造生产手法 ， 这样能够 压机芯模上 ， 由主轴带动芯棒和坯料旋转 ， 同时旋压轮从毛坯一侧将 减小接触面积 ， 单位压力能够达到常规技术的几倍之多。同时对于部 材料挤压在旋转 的芯模上 ， 使材料产生逐点连续 的塑性变形 ， 从而获 分难 于加工 的材料 ，这种生产技术 同样能够保障总变形力 的最小化 得各种母线形状的空心旋转体零件。 ２ ． ３ 旋压分类 模式 ， 整体降低功率的消耗 。 （ ２ ） 在进行轮毂生产过程中 ， 一般坯料的金属 晶粒会在三向变形 根据旋压加工过程 中毛坯厚度 的变化情况 ， 一般将旋压工艺分为 普旋 力 的作用下 ， 整体材料沿着变形 区滑移面进行错位移动 ， 这样能够保 普通旋压和强力旋压两种。普通旋压简称普旋 。传统观点认为 ， 障滑移面各滑移层的方向与变形方 向一致 ，从而实现金属纤维连续 过程中毛坯的厚度基本保持不变 ，成形主要依靠坯料沿 圆周的收缩 性和完整性。同时通过运用旋压技术生产轮毂 ， 由于金属晶格结构应 及沿半径方 向上 的伸长变形来实现 ，其重要特征是在成形过程中可 以明显看到坯料外径 的变化。 普通旋压的基本方式有 ： 强力旋压简称 变快速化 ， 提升了旋压制品的强度 、 硬度 、 抗拉强度以及屈服极限。 为强旋。强旋工艺主要依靠坯料厚度的减薄来实现成形 ， 坯料外径基 （ ３ ） 传统 的轮毂制造方法最 大的问题就是成品表面质量不高 ， 严 重影响整体外观。对于旋压技术而言 ， 在强大 的旋压压力下 ， 使 制品 本保持不变 。 在进行强力旋压 时， 旋轮加于坯料上的压力要 比普通旋 坯料的变形情况和普通旋压时也不大相同。 在普旋过程 达到 了较高的尺寸精度 和表面光泽度。同时由于旋压技术的工艺生 压 时大得多 ， 产压力过大 ， 也会起到平整和压延的效果 ， 整体提升轮毂的外在观赏 中 ， 坯料厚度变化不大但直径变化很大 ， 由大变小 或由小变大 ， 而在 强旋过程中， 坯料直径基本保持不变 ， 但厚度变化很大 ， 由厚变薄 。因 度。 （ ４ ） 在进行旋压技术应用过程 中 ， 其中铸造旋压铝合金车轮一般 此强力旋压又称为变薄旋压 。 由于技术 自身特点 ， 能够有效地降低 轮毂本身结构上的重量 ， 这样不 ２ ． ４旋压工艺在预制锻坯铝合金轮毂生产中的应用 仅能够减少一定的原材料投入 ， 同时还能整体提升汽车的驾驶性能 ， 预制锻坯铝合金轮毂生产 的第一步工序是制坯 ， 制坯工序并不仅 仅是简单的镦粗 ， 而较多 的方式是用旋锻机把 圆柱棒料碾压成饼状 ， 保障最优化模式的形成。 （ ５ ） 铸造旋压铝合金车轮具有显著的价格优势。目前而言旋压技 预制坯的形状对后续的旋压成形会有很大 的影响。预制锻坯铝合金 术 已经逐渐被汽车制造 厂商所广泛应用 ，这种技术一定程度上节省 轮毂生产可 以采用普旋和强旋两种工艺。 ｆ 】 ） 预制锻坯强力旋压整体车轮。锻造毛坯通过强旋工艺 ， 轮毂重 了制造成本费用 ， 降低 了原材料以及相关零件资金量的投入 ， 从 而能 够 以较低的价格进行市场竞争 ，这样推动了轮毂 的市场竞争综合实 量可减轻大约 ２ ５ ％， 这是 因为该工艺不仅允许变截面厚度 ， 而且 实现 力。 了更高的材料致密性， 这样就可 以增强机械性能 。 所有这些优点可将 ． ０ ａ ｒ ｍ一 ６ ． ０ ｍ ｍ减薄至 ２ ． ７ — ３ ． ０ ｍ ｍ（ Ｊ ￣ ． 旋轮毂） 。并且 ， 该工 （ ６ ） 部分汽车制造技术对于坯料来源这个 问题 ， 就各 自有各 自的 工件厚度从 ４ 生产工艺要求 ， 这样就无形 中增加了生产难度。旋压技术坯料来 源一 艺可保持轮毂辐部 的形状和设计如 同标准的铸造轮毂。 般较为广泛 ，无论是纯质材料还是合金 材料都能够进行相应的生产 ｆ ２ １ 预制锻坯劈开旋压整体车轮。 与前面讲到的以厚板为坯料 的劈 加工 ， 通过旋压技术保障汽车轮毂制造的高效性。 开式车轮生产工艺相同 ， 只是这里的坯料不是板料而是预制锻坯。 结 束 语 ２旋压技术在轮毂生产 中应用 伴随我国社会不断 陕速发展 ， 促使人们生活质量的提升 ， 为 了能 ２ ． １ 旋压技术工艺要素 （ １ ）普通旋压 主要是改变毛坯的外形 ，而壁厚改变很小或不改 够方便 出行车辆购买量将会大大增加。为了满足现代社会发展需求 ， 变， 其毛坯外形及尺寸的设计计算是关键技术。其工艺要素为旋压轮 实现汽车制造企业的可持续快速高效发展 ， 加强新型生产技术 的投
一种铝合金轮毂铸旋成形工艺
一种铝合金轮毂铸旋成形工艺一种铝合金轮毂铸旋成形工艺的论文提纲第一章：绪论1.1 研究背景和意义1.2 国内外研究现状与进展1.3 论文研究内容和方法第二章：铝合金轮毂铸旋成形工艺的理论分析2.1 铝合金轮毂材料特性分析2.2 铸旋成形工艺原理分析2.3 工艺参数影响分析第三章：实验设计及结果分析3.1 实验设备和材料3.2 工艺参数的确定3.3 实验结果分析及评价第四章：性能测试及分析4.1 铝合金轮毂一般性能测试4.2 疲劳性能测试4.3 断裂形态分析第五章：结论与展望5.1 结论总结5.2 工艺优化和发展前景参考文献第一章：绪论1.1 研究背景和意义铝合金轮毂是现代汽车工业中重要的构件之一，其作用主要是支撑汽车重量，承受路面反作用力，并提供行驶平稳性。
随着汽车工业的快速发展，铝合金轮毂的需求量不断增加，市场需求量逐年攀升。
该轮毂的制造加工工艺对轮毂质量和性能及其安全性起着决定性作用。
传统的铝合金轮毂制造工艺是采用压铸或铸造等工艺制造，产品质量不稳定，轮毂强度有限等弊端，同时还需要高昂的制造成本。
近年来，随着材料科学与制造工艺的不断创新，铸旋成形工艺逐渐被运用于铝合金轮毂生产领域中。
这种新型工厂能够生产出材质轻、强度高、成本低的铝合金轮毂。
因此，对于铝合金轮毂的铸旋成形工艺的研究已成为当前的热点之一。
1.2 国内外研究现状与进展在国内外，铝合金轮毂制造及其加工工艺的研究，已经成为汽车工业的重点发展方向之一。
外国学者在轮毂制造加工方面，逐渐发展出了一套完整的生产制造工艺，提高了产品的质量和性能。
而在国内，轮毂加工技术还处于发展阶段，尤其是很少人了解铸旋成形工艺技术。
目前，国内还没有深入研究铸旋成形工艺技术应用于轮毂加工的领域，因此开展该研究具有重要意义。
1.3 论文研究内容和方法本文探讨了一种铝合金轮毂的铸旋成形工艺，旨在通过实验研究该工艺对铝合金轮毂性能的影响，充分发挥该工艺的优点，进一步提高轮毂质量及其普及程度。
2023年铸铝件行业市场需求分析
2023年铸铝件行业市场需求分析
铸铝件是一种可以应用于许多不同行业的轻质、高强度金属件，具有广泛的市场需求。
以下是对铸铝件行业市场需求的分析。
1. 汽车行业
汽车行业是铸铝件的最大市场之一。
铸铝件可以用于发动机、变速器、底盘、车轮和悬挂系统等关键部件。
由于轻量化是汽车制造业的趋势之一，铸铝件的需求量在短期内可能会进一步增加。
2. 航空航天行业
铸铝件同样被广泛应用于航空航天领域。
在制造机身、发动机及其配件、起落装置等方面，铸铝件都是不可或缺的强度、重量比例最佳的选择。
随着商用航空的蓬勃发展，铸铝件在航空航天行业的市场需求也在不断扩大。
3. 电子行业
铸铝件的导电性能优良，同时还具有紧凑、轻便的特点，适合用于电子器件以及电子设备的壳体和散热器等部件制造。
随着电子行业的高速发展，铸铝件在电子领域的市场需求也将持续增长。
4. 工业机械
铸铝件还可应用于大型工业机械设备的制造，如工作机床、压缩机和水泵等。
由于铸铝件可提供高强度和耐腐蚀性，其在各种工业领域中扮演了关键角色，因此在未来几年内，这个市场的需求将继续稳定增长。
5. 医疗行业
随着人们生活水平的提高，医疗设备也越来越重要。
铸铝件具有耐腐蚀、消除抗菌及良好可塑性等特点，因此在医疗器械领域也广泛应用。
例如，铸铝零件可用于医疗仪器的外观以及在人工肢体和假肢中。
总体上，随着轻量化、高强度和高性能的要求不断增加，铸铝件的市场需求将会增长。
铸铝件被广泛应用于许多不同行业，能扮演关键的角色，因此其市场需求稳步增长，已经成为一个非常有前途的行业。
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第35卷第4期Vo l 35 No4FORGING &STAMPING TECHNOLOGY2010年8月Aug.2010技术交流铸旋铝合金轮毂对旋压设备的需求分析张立娟1,周宏伟2,韩 云2,常海平2,陈 志2(1 中国环境管理干部学院环境工程系,河北秦皇岛066004;2 中信戴卡轮毂制造股份有限公司产品开发部,河北秦皇岛066003)摘要:从旋压成形工艺出发针对轮毂旋压机的使用需求做了相应分析。
提出了旋压机的模具润滑方式由毛坯背腔润滑更改为模具表面润滑,并采用立式三旋轮120 布置方式,安装于模具在线加热和检测的温控系统;同时增加尾顶和旋轮的驱动装置。
该工艺的设计为旋压设备的制造及改进趋势提供了方向。
关键词:轮毂;旋压工艺;旋压机DOI:10 3969/j issn 1000 3940 2010 04 039中图分类号:TG315;TG334 19 文献标识码:A 文章编号:1000 3940(2010)04 0175 04Requirement analysis of spin casting aluminum wheel on spinning equipmentZHANG Li juan 1,ZHOU Hong wei 2,HAN Yun 2,C HANG Hai ping 2,C HEN Zhi 2(1.Department of Environmental Engineering ,Environment M anagement College of China,Qinhuang dao 066004,China;2.P ro duct Development Department,Dicastal W heel M anufacturing Co.,L td.,Qinhuang dao 066003,China;)Abstract :T he analy sis o f t he use requirement fo r the spinning technique o f hub spinning machine w as done.Some sug g est ions wer e put for wa rd:t he die lubricat ion w ay of the spinning machine now w as chang ed to lubricate the die surface and three ver tical w heels w ere uniform ly placed in a cir cle;the temper atur e contr ol system sho uld be installed fo r heat ing and testing mo lds o n line;the drive unit s should be installed at the tailstock and ro tating wheels separately.T his pr ocess can pr ov ide a dir ection for equipment manufactur ing and impr ovement tr end for hub spinning machine.Keyw ords:w heel;spinning t echnique;spinning machine收稿日期:2010 04 13;修订日期:2010 05 13作者简介:张立娟(1979-),女,硕士,助教电子信箱:ljzhang@163 com轮毂作为汽车行驶系统中的重要部件之一,不仅承载着汽车的重量,同时也体现着汽车的外观造型[1-2]。
国内制造铝合金汽车轮毂主要是采用成本较低的低压铸造工艺,材料均采用A356。
目前,在轮毂轻量化趋势的要求下,低压铸造+轮辋热旋压(铸旋)是目前轮毂加工中最安全、最经济适用的一种加工方法。
低压铸造能满足外观需求,轮辋经过热旋压成形,在组织上有明显的纤维流线,大大提高了车轮的整体强度和耐腐蚀性。
图1为铝合金轮毂铸态组织,图2为轮辋经过旋压塑性变形后的流线分布。
由于材料强度高、产品重量轻,从而使车轮的使用寿命和安全性大幅提高,有利于车辆减重、节油,机械加工余量也大大减少。
新型轮毂旋压机是轮毂铸旋工艺必不可少的关键设备,具有较高的自动化程度,配套上下料机器人、周转带,是规模化生产线中的关键设备,效率高,节拍短。
随着旋压技术的广泛应用,旋压设备图1 铸态组织Fig 1 Casting structu re图2 旋压态组织Fig 2 S pinning structu re的结构性能也得到了不断的改进和发展,旋压设备的制造水平也在日益提高[3-5]。
为了满足汽车工业对旋压铝轮毂日益增长的需求,轮毂旋压机的开发研制已成为我国势在必行的攻关项目和汽车行业普遍关注的焦点。
轮毂旋压先进设备的制造为材料塑性变形理论研究提供了条件,同时,又缩短新型轮毂产品的研发与制造周期,对推动制造装备的产业化进程有着十分重要的意义。
工艺需求是推动旋压设备发展的源动力[6]。
本文就戴卡公司目前铸旋铝合金轮毂旋压成形工艺,并吸取了国外设备先进设计思想,结合企业的生产条件,对旋压机设备的制造和改进提出一些相关需求。
1 旋压机的立式、三旋轮布置方式旋压过程中,旋压力是重要的技术参数。
旋压机的结构、工件的加工精度及成形功率等均与其密切相关。
旋压力由径向分力、轴向分力和切向分力合成。
其中径向力最大,可作为旋压力的表征性参数。
在两旋轮或三旋轮旋压机中,理想条件下工件受到的总径向力应为零。
而对于三轮旋压,旋压机、工装和毛坯在加工、安装中不可避免地存在误差,轮辋通过错距旋压实现多次变薄,使得各旋轮的进给不能同步,致使工件受到的总径向力不能为零,即存在偏载。
偏载力的大小最终将作用于机架和模具上,并引起其变形;为减小变形,不得不提高结构的刚度。
在工艺上,偏载力的存在易导致轮毂产生扩径、抱芯等问题[7]。
目前,旋轮的布置方式有两种:120 布置和 品!字形布置。
为了使总径向力为零,则优先采用120 布置,尽量不采用 品!字形旋轮布置。
并且三旋轮120 布置使得旋压机有足够的操作空间,利于旋轮更换,提高生产效率。
图3为雷菲尔德三旋轮120 旋压机,图4为戴卡公司三旋轮 品!字形旋压机。
从生产效率考虑,三旋轮旋压机优于两轮旋压机。
图3 120 布置Fig 3 120 distribution旋压机分立式和卧式两种,太重的工件在卧式旋压机上不易装夹,由于本身自重对加工精度有影响,为了平衡轮毂自身的重量,均采用立式旋压机,提高加工精度。
图4品!字形布置Fig 4 Distribu tion of 品!2 旋压模具温控系统及模具表面润滑方式2 1 模具温控系统在轮辋成形过程中,旋压模具主要承受旋压时的强大旋压力,对轮毂变形起到支撑作用,保证了内壁形面。
其在旋轮的共同作用下迫使材料屈服变形,在热变形过程中受到较大的摩擦力[8]。
因此,要求模具有较高的强度、刚度和硬度以及较高的耐热性。
材料A356对温度有较强的敏感性,模具预热温度为240~280∀。
连线生产中会出现一些诸如上料不及时、脱模剂喷射不当、出料装置失灵等故障,致使旋压模具温度降低,造成旋压毛坯在轮辋内侧出现缺陷和内轮缘处充型不足,导致了轮毂的安全隐患和机加工废品的产生。
因此,有必要增加旋压模具专用的加热辅助装置以及测温装置,在成形过程中做到实时监控和及时加热。
图5为模具温度过低造成的内壁开裂缺陷,图6为内角充型不足而导致的机加工废品。
因此,只有将模具温度控制在一定范围内,才能保证其旋压工艺的实施。
图5 内壁裂口Fig 5 Crack of in side rim图6 充型不足Fig 6 Filling d efect176锻 压 技 术 第35卷2 2 模具表面润滑方式轮辋成形过程中,毛坯与模具存在较大的摩擦力。
所以,必须对模具和毛坯进行润滑,喷射脱模剂。
目前,脱模剂均喷于毛坯背腔,如图7所示。
若喷涂不当会使旋压毛坯粘模,脱模困难,严重影响了旋压工艺参数的确定。
为了防止上述问题的出现,只能加大脱模剂的喷涂时间。
脱模剂均为石墨或水溶性物质,若采用这种喷射方法会使喷射时间长、烟雾大,造成石墨对环境的严重污染。
图7 毛坯润滑Fig 7 Blank lubrication随着环保要求越来越高,这种润滑方式已不适应污染治理要求,在新的喷射方式、新材料的运用上必须进行技术创新。
戴卡公司尝试将润滑方式改为模具表面,在旋轮处安装一润滑液喷射管,在模具旋转时对模具表面进行润滑,改后装置如图8所示。
经过验证,毛坯容易脱模,并且石墨产生的烟雾能及时排出,利于环保。
目前,该公司根据这一试验结论正在开发新的模具专用喷涂系统。
图8 润滑管路Fig 8 Lubricating tube3 旋压机的尾顶和旋轮驱动装置轮辋成形过程中,如果尾顶压力过大,易使车轮轮辐产生变形,使得轮辐背腔部分车削不到,如图9所示。
若将尾顶压力减小,轮辐背腔与模具将会贴模不充分,甚至不能贴模,导致两者接触面积减小,车轮在成形过程中出现丢转现象,法兰处打滑起皮,轮辐侧面起包等现象,如图10所示。
为了改善其变形情况,保证尾顶压力在一定范围内的情况下,设计时尾顶处安装驱动装置,使之图9 轮辐变形Fig 9 Disc deformation图10 侧面起包Fig 10 Side b ulge与下模尽量同步旋转,并由碟簧来进行缓冲,图11为碟簧装配图,图12为碟簧实物。
经过验证,车轮轮辐的变形已基本解决。
图11 碟簧总装Fig 11 Disc sp ring ass emble图12 碟簧Fig 12 Disc s pring因此,要求尾顶安装一驱动装置,使其与主轴同步来解决轮辐的此类变形。
旋压机的主轴转速范围一般设定为400~800r #min -1,属于高速旋转,旋轮与工件表面接触的瞬间极易造成工件的外观缺陷,如图13所示。
为了消除该外观缺陷,旋压前对177第4期张立娟等:铸旋铝合金轮毂对旋压设备的需求分析旋轮进行了预驱动,并做了试验验证。
结果表明,对旋轮进行的驱动有效地解决了旋压毛坯的外观缺陷。
图14为外观无缺陷旋压毛坯,图15为增加预驱动后的液压马达驱动装置,图16为该装置的实物安装图。
因此,应该对旋轮增加预驱动装置,使其与毛坯平稳接触,即保证了工件的外观质量,同时也提高了旋轮的使用寿命。
图13 轮辋外观缺陷Fig 13 Apparen t defect ofrim图14 无缺陷轮辋Fig 14 Perfectrim图15 液压马达装配图Fig 15 H ydraulic m otor as semble图16 液压马达Fig 16 Hydraulic m otor4 结论从戴卡公司铸旋铝合金轮毂旋压工艺出发,对现有旋压机设备进行一系列的分析后,得出如下结论:(1)对旋压模具配备专用的加热辅助装置和测温装置;(2)立式旋压机,采用三旋轮120 安装方式;(3)对旋压模具表面进行润滑,开发利于环保的模具专用喷涂系统;(4)尾顶和旋轮安装必要的驱动装置。