旋轉(zhuǎn)鍛壓成形模具與旋轉(zhuǎn)鍛壓成形方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)鍛壓成形模具與旋轉(zhuǎn)鍛壓成形方法，屬于金屬壓力加工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車(chē)車(chē)輪是保障汽車(chē)安全行駛的重要部件。相較于鋼制車(chē)輪，鋁合金車(chē)輪可以減輕車(chē)重、降低燃油消耗量，其承載能力強(qiáng)、裝飾效果好，愈來(lái)愈受到人們的青睞。目前世界鋁合金車(chē)輪制造行業(yè)中，輕量化、產(chǎn)品質(zhì)量、制造成本已成為產(chǎn)品的三大核心競(jìng)爭(zhēng)因素。目前國(guó)內(nèi)外企業(yè)普遍采用的鋁合金車(chē)輪生產(chǎn)工藝主要有低壓鑄造法、擠壓鑄造法、鍛造法三種。
[0003]低壓鑄造法的應(yīng)用最為廣泛，具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品合格率高、材料利用率高、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是車(chē)輪為鑄造組織、車(chē)輪強(qiáng)度不高。
[0004]擠壓鑄造法，也稱(chēng)為液態(tài)模鍛，是介于鑄造和鍛造之間的一種成形方法，其產(chǎn)品的金相組織接近鍛造組織，產(chǎn)品機(jī)械性能介于低壓鑄造法和鍛造法之間，缺點(diǎn)是擠壓鑄造設(shè)備和模具較為復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本較高。
[0005]鍛造法，一般分為整體鍛造法和鍛造旋壓法兩種。整體鍛造法是利用大噸位鍛造設(shè)備將鑄錠在型腔模具中直接鍛出輪輞和輪輻的輪廓，再切削加工得到成品的方法；鍛造旋壓法是先利用大噸位鍛造設(shè)備將鑄錠在型腔模具中鍛出車(chē)輪毛坯，然后再旋壓成形輪輞，最后切削加工制成成品。相較于低壓鑄造法、擠壓鑄造法，鍛造法生產(chǎn)鋁合金車(chē)輪，一般需要公稱(chēng)力數(shù)千噸以上甚至萬(wàn)噸的大噸位鍛造設(shè)備，其生產(chǎn)流程長(zhǎng)、成本最高，但由于鍛造組織致密、車(chē)輪強(qiáng)度高，在強(qiáng)度相同的條件下，鍛造車(chē)輪要比鑄造車(chē)輪的重量更輕。雖然鍛造法的技術(shù)難度高、資金投入量大，由于鍛造車(chē)輪重量輕、強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外越來(lái)越多的車(chē)輪制造企業(yè)開(kāi)始采用鍛造法(利用鍛造設(shè)備)制造鋁合金車(chē)輪。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是，克服現(xiàn)有制造技術(shù)的不足，提供一種可以減小設(shè)備噸位、降低制造成本的旋轉(zhuǎn)鍛壓成形模具與旋轉(zhuǎn)鍛壓成形方法，可以有效的提高鋁合金車(chē)輪等的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)鍛壓成形模具構(gòu)成為，包括上模與下模，通過(guò)上模的向下沖擊動(dòng)作而對(duì)位于下模上的坯料進(jìn)行鍛壓，所述下模能夠被馬達(dá)驅(qū)動(dòng)而以豎直轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)為中心轉(zhuǎn)動(dòng)，所述上模的中心線(xiàn)相對(duì)于所述下模的豎直轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)傾斜配置。
[0008]由于下模能夠被馬達(dá)驅(qū)動(dòng)而以豎直轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)為中心轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行下行沖壓動(dòng)作的上模的中心線(xiàn)相對(duì)于下模的豎直轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)傾斜配置，因而，能夠利用下模的轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)坯料進(jìn)行局部旋轉(zhuǎn)鍛壓。此時(shí)，上模對(duì)坯料的成形壓力只作用在坯料表面的一小部分，因此可以以較小的成形力實(shí)現(xiàn)較大尺寸工件的成形。采用本發(fā)明，不但可以在常規(guī)小噸位液壓機(jī)上實(shí)現(xiàn)大尺寸工件的鍛造成形，代替壓力是其20倍的常規(guī)鍛壓設(shè)備，而且模具壽命長(zhǎng)、工作噪聲小、能耗低，尤其適合中小規(guī)模的制造企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)。
[0009]另外，上模是上下移動(dòng)進(jìn)行沖擊動(dòng)作的，因而，通過(guò)對(duì)下模進(jìn)行驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)能夠避免上下可動(dòng)的上模側(cè)結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，并且加工成形的動(dòng)作控制也較容易。
[0010]本發(fā)明優(yōu)選，所述上模固定在上模固定座上，在上模固定座上形成有止口，所述上模與該止口嵌合，所述止口的底面形成為相對(duì)于上述豎直轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)傾斜的平坦斜面，所述上模的上表面形成為與該底面接合的平面。
[0011]如此，通過(guò)使上模與止口嵌合的結(jié)構(gòu)能夠簡(jiǎn)單可靠地固定上模，并且利用上模的上表面與止口的底面的接合實(shí)現(xiàn)定位，以簡(jiǎn)單有效的方式保證上模的安裝精度。
[0012]本發(fā)明優(yōu)選，在所述上模固定座的外周面上形成有貫穿至向上凹的止口中的螺紋通孔，在所述上模的外周面上形成有凹槽，旋入所述螺紋通孔的螺釘?shù)那岸诉M(jìn)入該凹槽。
[0013]如此，能夠利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)上模的固定。
[0014]本發(fā)明優(yōu)選，所述下模固定在下模座上，下模座具有固定在壓機(jī)工作臺(tái)上的下模座下半部分以及固定所述下模的下模座上半部分，所述下模座上半部分能夠被所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)從而相對(duì)于所述下模座下半部分轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0015]本發(fā)明優(yōu)選，所述上模能夠以所述豎直轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)為中心自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0016]本發(fā)明優(yōu)選，所述上模通過(guò)上模固定座安裝在壓機(jī)上滑塊上，所述上模固定座能夠相對(duì)于該壓機(jī)上滑塊以所述豎直轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)為中心自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0017]因?yàn)轳R達(dá)驅(qū)動(dòng)下模轉(zhuǎn)動(dòng)，會(huì)帶動(dòng)坯料轉(zhuǎn)動(dòng)；上模下行壓制坯料，它與坯料之間的摩擦力會(huì)使上模同向轉(zhuǎn)動(dòng)。上模形成為被動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，能夠防止坯料和上模型面產(chǎn)生相對(duì)摩擦而造成模具和工件表面的磨損。
[0018]本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)鍛壓成形模具尤其適合作為鋁合金車(chē)輪的成形模具來(lái)成形鋁合金車(chē)輪。
[0019]本發(fā)明還涉及一種旋轉(zhuǎn)鍛壓成形方法，該方法使用上述任一結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)鍛壓成形模具對(duì)坯料進(jìn)行鍛壓成形，在進(jìn)行該鍛壓成形過(guò)程中，使上模進(jìn)行沖擊動(dòng)作，并且，由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)所述下模以豎直轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)為中心轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0020]采用該方法，能夠獲得與上述旋轉(zhuǎn)鍛壓模具中說(shuō)明書(shū)的效果相同的技術(shù)效果。
[0021 ] 在該旋轉(zhuǎn)鍛壓成形方法中，可以由所述馬達(dá)連續(xù)驅(qū)動(dòng)所述下模轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0022]由于是連續(xù)驅(qū)動(dòng)下模轉(zhuǎn)動(dòng)，因而，成形效率高并且控制簡(jiǎn)單。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1?4為利用安裝在壓機(jī)上的旋轉(zhuǎn)鍛壓成形模具進(jìn)行鋁合金車(chē)輪成形的成形過(guò)程各個(gè)階段的示意圖，同時(shí)圖中也示出了旋轉(zhuǎn)鍛壓成形模具的結(jié)構(gòu)；
[0024]圖5為表示上模與上模固定座的安裝結(jié)構(gòu)的附圖。
[0025]其中，1.壓機(jī)下工作臺(tái)，2.下模座下半部分，3.下模座上半部分，4.下模外部體，5.下模內(nèi)部體，6.頂料桿，7a.鋁合金坯料，7b、7c.鍛壓半成品，7d.鍛壓成品，8.上模，9.上模固定座，10.平面推力軸承，11.滾子軸承，12.上模底座，13.上模外套，14.壓機(jī)上滑塊。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0027]圖1?圖4為利用安裝在壓機(jī)上的旋轉(zhuǎn)鍛壓成形模具進(jìn)行鋁合金車(chē)輪成形的成形過(guò)程各個(gè)階段的示意圖，同時(shí)圖中也示出了旋轉(zhuǎn)鍛壓成形模具的結(jié)構(gòu)。圖5為表示上模與上模固定座的安裝結(jié)構(gòu)的附圖。該旋轉(zhuǎn)鍛壓成形模具用于進(jìn)行鋁合金車(chē)輪的成形，該旋轉(zhuǎn)鍛壓成形模具包括上模組件和下模組件。
[0028]所述上模組件包括上模8與上模固定座9，其中，上模8安裝于上模固定座9上，安裝后，上模8的中心線(xiàn)Cl與上模固定座9的垂直(豎直)旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)C2相對(duì)傾斜一定角度；上模固定座9上方裝有平面推力軸承10，外側(cè)裝有雙列圓錐滾子軸承11，并通過(guò)上模底座12和上模外套13固定在壓機(jī)上滑塊14上，在壓機(jī)上滑塊14的驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)。平面推力軸承10和滾子軸承11用于使上模固定座9實(shí)現(xiàn)以其旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)C2為中心的自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0029]如圖5所詳細(xì)表示的，上模固定座9具有向上凹的止口 91，止口 91a的底面