一種鋁合金車輪液態(tài)模鍛及旋壓加工系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋁合金車輪加工領(lǐng)域，尤其是一種鋁合金車輪液態(tài)模鍛及旋壓加工系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展以及科技的進(jìn)步，對于汽車車輪的性能要求也在不斷提升。目前，國內(nèi)外制造鋁合金輪轂的方法主要分為兩大類:一類是鑄造法，分重力鑄造和低壓鑄造，鑄造法產(chǎn)品中縮孔、疏松、氣孔等缺陷嚴(yán)重，機(jī)械強(qiáng)度低，成品率低，成本相對較低。另一類是鍛造法，其中最先進(jìn)的工藝是由連鑄工序和三個(gè)鍛造工序組成，鍛造鋁合金車輪具有組織致密度高、力學(xué)性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，該法雖然質(zhì)量好，但成品率只有50%左右，價(jià)格昂貴，材料利用率低、生產(chǎn)效率低等不足。以上兩種常規(guī)加工方式各有缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作便捷、安全可靠、高質(zhì)高效的鋁合金車輪液態(tài)模鍛及旋壓加工系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種鋁合金車輪液態(tài)模鍛及旋壓加工系統(tǒng)，其特征在于:包括液態(tài)模鍛設(shè)備、熱處理裝置、機(jī)加工裝置以及旋壓裝置，液態(tài)模鍛機(jī)生產(chǎn)出的鋁合金車輪毛坯依次熱處理裝置、機(jī)加工裝置以及旋壓裝置。
[0006]而且，本系統(tǒng)的加工步驟為:
[0007]⑴液態(tài)模鍛，使用液態(tài)模鍛設(shè)備完成車輪的輪輻加工，并預(yù)留出輪輞成型所需的材料；
[0008]⑵熱處理，使用熱處理裝置對液態(tài)模鍛生產(chǎn)出車輪坯料進(jìn)行熱處理，提升產(chǎn)品性能并達(dá)到設(shè)定溫度；
[0009]⑶機(jī)加工，使用機(jī)加工裝置修整車輪坯料尺寸；
[0010]⑷旋壓加工，坯料頂壓在芯模的端部，并隨主軸一起旋轉(zhuǎn)，利用旋壓裝置的旋壓輥輪施加高壓于坯料邊緣預(yù)留的輪輞成型材料，旋轉(zhuǎn)坯料借助于外力沿成型模具行進(jìn)，逐漸碾壓產(chǎn)生塑性變形而變薄，從而得到高強(qiáng)度、高精度的鋁合金車輪。
[0011]而且，所述步驟⑴液態(tài)模鍛的具體步驟為:
[0012]a原料準(zhǔn)備，制備鋁液，并保持鋁液溫度；
[0013]b注入鋁液:機(jī)械手圉取鋁液注入模具內(nèi)；
[0014]c液態(tài)模鍛，液態(tài)模鍛設(shè)備驅(qū)動(dòng)車輪模具進(jìn)行合模，上模具與下模具之間形成待加工的車輪產(chǎn)品型腔；
[0015]d冷卻成型，按照預(yù)設(shè)降溫速度降低模具溫度，車輪產(chǎn)品型腔內(nèi)的產(chǎn)品成型；
[0016]e模鍛加壓:產(chǎn)品呈現(xiàn)半凝固狀態(tài)時(shí)開始對車輪輪輻面進(jìn)行加壓。
[0017]f開模:模具冷卻，當(dāng)產(chǎn)品完全凝固，完成產(chǎn)品的鍛造，主活塞帶動(dòng)上模具向上移動(dòng)，同時(shí)安裝在下模具下端的頂出機(jī)構(gòu)將下模具頂出，坯料與模具脫離。
[0018]而且，所述步驟e模鍛加壓進(jìn)行I至3次。
[0019]而且，所述步驟⑷旋壓加工所采用的旋壓裝置包括頂模、限位軸、芯模、底模以及旋壓輥，底模上同軸制有芯模，芯模上端中部同軸制有限位軸，在芯模上方同軸導(dǎo)向安裝有頂模，該頂模用于與限位軸同軸配合用于限制車輪坯料的同軸度；芯模中部輪輞位置對應(yīng)外側(cè)徑向間隔安裝有三個(gè)旋壓輥，該三個(gè)旋壓輥的輪軸分別安裝在機(jī)械臂端部并且由電機(jī)驅(qū)動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)。
[0020]而且，所述旋壓裝置工作步驟如下:
[0021]a在芯模外的底模上同軸套裝坯料，碾壓初始坯料的輪輞外形；
[0022]b通過采用三個(gè)高壓旋壓輥，在350?380°C高溫下，由機(jī)械手自動(dòng)上料，對輪輞位置進(jìn)行擠壓、拉伸，實(shí)現(xiàn)塑性變形，得到所需的輪輞形狀。
[0023]而且，所述三個(gè)旋壓棍的半徑分別為20mm、20mm以及6mm。
[0024]而且，所述坯料開口角度為18°。
[0025]而且，所述毛坯徑向尺寸小于模具徑向尺寸，間隙為0.7mm。
[0026]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0027]1、本發(fā)明生產(chǎn)的車輪產(chǎn)品先經(jīng)過液態(tài)模鍛加工成型，液態(tài)模鍛成型技術(shù)具有易成型、組織致密度高、力學(xué)性能高、生產(chǎn)效率高、材料利用率高、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)普通鑄造鋁合金車輪和鍛造車輪的不足，具有廣闊的市場發(fā)展前景。
[0028]2、本發(fā)明生產(chǎn)的車輪產(chǎn)品經(jīng)過液態(tài)模鍛的多次鍛壓加強(qiáng)車輪性能，能夠有效保證車輪輪輻面的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度等性能。
[0029]3、本發(fā)明完成液態(tài)模鍛加工之后，再經(jīng)過熱處理，而后對輪輞進(jìn)行旋壓加工，提升輪輞的性能，從而有效提升車輪產(chǎn)品的整體性能。
[0030]4、本發(fā)明利用液態(tài)模鍛提升輪輻性能，利用旋壓加工提升輪輞性能，從而提升車輪產(chǎn)品的整體性能，提升產(chǎn)品性能，降低廢品率，降低成本，提升整體生產(chǎn)效率。
【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)圖；
[0032]圖2為本發(fā)明中的旋壓裝置；
[0033]圖3為輪輞成型的形狀變化示意圖；
[0034]圖4為車輪產(chǎn)品截面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0036]一種鋁合金車輪液態(tài)模鍛及旋壓加工系統(tǒng)，包括液態(tài)模鍛設(shè)備、熱處理裝置、機(jī)加工裝置以及旋壓裝置，液態(tài)模鍛機(jī)生產(chǎn)出的鋁合金車輪毛坯依次熱處理裝置、機(jī)加工裝置以及旋壓裝置。
[0037]本系統(tǒng)的加工步驟如下:
[0038]⑴液態(tài)模鍛，使用液態(tài)模鍛設(shè)備完成車輪的輪輻6加工，并預(yù)留出輪輞7成型所需的材料；
[0039]a原料準(zhǔn)備，制備鋁液，并保持鋁液溫度；
[0040]b注入鋁液:機(jī)械手圉取鋁液注入模具內(nèi)；
[0041]c液態(tài)模鍛，液態(tài)模鍛設(shè)備驅(qū)動(dòng)車輪模具進(jìn)行合模，上模具與下模具之間形成待加工的車輪產(chǎn)品型腔；
[0042]d冷卻成型，按照預(yù)設(shè)降溫速度降低模具溫度，車輪產(chǎn)品型腔內(nèi)的產(chǎn)品成型；
[0043]e模鍛加壓:產(chǎn)品呈現(xiàn)半凝固狀態(tài)時(shí)開始對車輪輪輻面進(jìn)行加壓；為了提升輪輻性能，該模鍛加壓步驟可進(jìn)行I至3次。
[0044]f開模: