車輪輪轂的制造工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了車輪輪轂的制造工藝，其工藝如下：下料→鍛造制坯輾環→切割→正火→精車加工，首先用上、下沖頭對鐓粗后的坯鋼沖孔，制得初坯；然后主軋輥、芯輥對初坯異形軋制，制得組合環鍛件；然后把組合環鍛件沿著其上下端面的中間對稱面切開，得到兩個車輪輪轂毛坯；把車輪輪轂毛坯空冷至300℃以下；再以不大于110℃/h的速率將其升溫至910±10℃；再保溫1.3～1.8h；然后根據車輪輪轂毛坯的厚度來計算還需要保溫的時間，最后空冷；其優點是：本發明所述制造工藝采用了合理的工藝步驟和模具工裝，提高了車輪輪轂毛坯的機械性能和尺寸穩定性，減少了精車加工的難度和原料的消耗，并且每次鍛造能得兩個車輪輪轂毛坯，提高了生產效率，降低了生產成本。
【專利說明】車輪輪轂的制造工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及車輪輪轂的制造工藝，屬于鍛造輾環加工制造領域。
【背景技術】
[0002]車輪輪轂是汽車車輪的重要組成部分。目前，車輪輪轂的生產方法為:以坯鋼為原料，經下料、鍛造制坯輾環，制得車輪輪轂毛坯，然后經熱處理、精車加工后，得到車輪輪轂；其中的鍛造制坯輾環過程通常又分成二步工序，即鍛造初坯工序和初坯輾環工序。目前的生產方法存在的主要缺點是:鍛造初坯和初坯輾環的生產工藝過程不太合理，導致輾環制得的毛坯的機械性能較差并且毛坯的尺寸與所要制造零件的外形相差很大，加大了精車加工的難度，原料消耗較多，降低了生產效率，增加了生產成本。
【發明內容】
[0003]鑒于上述現有技術存在的缺陷，本發明所要解決的技術問題是:提供一種車輪輪轂的制造工藝，能提高車輪輪轂毛坯的機械性能和尺寸穩定性，以減少精車加工的難度，提高生產效率。
[0004]本發明的目的，將通過以下技術方案得以實現:車輪輪轂的制造工藝，其工藝步驟如下:下料一鍛造制坯輾環一切割一正火一精車加工，其特點是:
(I)在鍛造制坯輾環過程中，分成鍛造初坯和初坯輾環兩個工序，鍛造初坯步驟如下:
a.先制作如下工裝:上沖頭和下沖頭，上沖頭從上至下依次由倒截頭圓錐體段和圓柱體段同軸設置成一個整體，倒截頭圓錐體段的小直徑等于圓柱體段的直徑；下沖頭為截頭圓錐體；上沖頭的圓柱體段的直徑不小于下沖頭的小直徑；b.把下料所得坯鋼在油壓機上，以2800?3200噸壓力進行鐓粗；c.在下沖頭和上沖頭上分別涂抹碳粉和機床潤滑油以1: 1.5?1:2.5比例混合的潤滑劑；d.在油壓機上，以2800?3200噸壓力用下沖頭對鐓粗后的坯鋼沖下盲孔，下盲孔呈截頭圓錐形并與坯鋼同軸；然后再以2800?3200噸壓力用上沖頭對坯鋼沖上透孔，上透孔和下盲孔同軸并連通；最后以2800?3200噸壓力用上砧板對坯鋼進行鐓平，制得初坯；初坯輾環步驟如下:對初坯進行異形軋制，制得由兩個相同的車輪輪轂毛坯對稱疊合連接構成的組合環鍛件；首先需要制作如下工裝:主軋輥和芯輥，芯輥從上至下依次由上圓柱體段、上截頭圓錐體段、上圓弧段、中上截頭圓錐體段、中下倒截頭圓錐體段、下圓弧段、下倒截頭圓錐體段、下圓柱體段同軸設置成一個整體，其中上截頭圓錐體段和下倒截頭圓錐體段、上圓弧段和下圓弧段、中上截頭圓錐體段和中下倒截頭圓錐體段都以中上截頭圓錐體段和中下倒截頭圓錐體段的相交面為中心對稱，上圓弧段分別與上截頭圓錐體段、中上截頭圓錐體段相切連接，上圓弧段的半徑為60?75mm，上圓柱體段的直徑等于下圓柱體段的直徑，上截頭圓錐體段的小直徑等于上圓柱體段的直徑，芯輥的中上截頭圓錐體段的大直徑小于上沖頭的圓柱體段的直徑；主軋輥從上至下依次由第一上圓柱體段、第二上倒截頭圓錐體段、第三上圓弧段、第四上倒截頭圓錐體段、第四下截頭圓錐體段、第三下圓弧段、第二下截頭圓錐體段、第一下圓柱體段同軸設置成一個整體，其中第二上倒截頭圓錐體段和第二下截頭圓錐體段、第三上圓弧段和第三下圓弧段、第四上倒截頭圓錐體段和第四下截頭圓錐體段都以第四上倒截頭圓錐體段和第四下截頭圓錐體段的相交面為中心對稱，第三上圓弧段分別與第二上倒截頭圓錐體段、第四上倒截頭圓錐體段相切連接，第三上圓弧段的半徑為60?75mm，第二上倒截頭圓錐體段的大直徑等于第一上圓柱體段的直徑，第一上圓柱體段的直徑等于第一下圓柱體段的直徑；然后在軋環機上進行異形軋制，徑向軋制力為160?190噸，軸向軋制力為115?145噸，通過主軋輥軋制組合環鍛件的外部形狀，芯輥軋制其內部形狀；異形軋制時，主軋輥的轉速為20?26轉/分；芯輥的平移速度根據成型階段而定，即:在咬入階段，平移速度為1.5?2.2_/秒，在平穩軋制階段，平移速度為2.5?3mm/秒，在結束軋制階段，平移速度為0.5?0.8mm/秒，在整圓階段，平移速度為O ;上、下錐輥的轉速為30?36轉/分；上錐輥的下壓速度也是根據成型階段而定，即:在咬入階段，下壓速度為0.2?0.7mm/秒，在平穩軋制階段，下壓速度為I?2.5mm/秒，在結束軋制階段和整圓階段，下壓速度都為O ;
(2)在切割工序中，把組合環鍛件沿著其上下端面的中間對稱面切開，就能得到兩個相同的車輪輪轂毛坯；
(3)正火步驟如下:把從鍛造制坯輾環工序中，制得的車輪輪轂毛坯空冷至300°C以下；然后以不大于110°C /h的速率將車輪輪轂毛坯升溫至910±10°C;再保溫1.3?1.8h ;然后根據車輪輪轂毛坯最厚處的厚度，按照每25mm延長保溫時間Ih來計算還需要保溫的時間；最后放置在空氣中冷卻。
[0005]進一步的，前述的車輪輪轂的制造工藝，其中:所述上沖頭的圓柱體段的直徑等于下沖頭的小直徑。
[0006]進一步的，前述的車輪輪轂的制造工藝，其中:所述芯輥的上截頭圓錐體段的母線與水平面的夾角為5?8度，優選為7度，中上截頭圓錐體段的母線與軸線的夾角為5?8度，優選為7度；所述主軋輥的第二上倒截頭圓錐體段的母線與水平面的夾角為3?7度，優選為5度，第四上倒截頭圓錐體段的母線與軸線的3?7度，優選為5度。
[0007]本發明的有益效果為:本發明所述制造工藝能提高車輪輪轂毛坯的機械性能和尺寸穩定性，減少精車加工的難度和原料的損耗，并且每次鍛造都能生產兩個相同的車輪輪轂毛坯，提高了生產效率，從而降低生產成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1為上沖頭的結構示意圖。
[0009]圖2為下沖頭的結構示意圖。
[0010]圖3為主軋輥的結構示意圖。
[0011]圖4為芯輥的結構示意圖。
[0012]圖5為初坯的結構示意圖。
[0013]圖6為組合環鍛件的結構示意圖。
[0014]圖7為車輪輪轂毛坯的結構示意圖(圖中虛線為車輪輪轂的過其軸線的截面輪廓)。
【具體實施方式】
[0015]下面通過具體實施例和附圖對本發明作進一步的詳細描述。
[0016]實施例1
車輪輪轂的制造工藝，其工藝步驟如下:下料一鍛造制坯輾環一切割一正火一精車加工，其特點是:
(1)在下料工序中，以牌號為16Μη、Φ800的圓鋼為原料在切割機上下料；
(2)在鍛造制坯輾環過程中，始鍛溫度不大于1250°C，終鍛溫度不低于850°C，加熱速率為125°C /時，鍛造加熱保溫溫度為1230°C，鍛造比為6 ;鍛造制坯輾環過程包括鍛造初坯和初坯輾環兩個工序，鍛造初坯步驟如下:a.先制作如下工裝:上沖頭I和下沖頭2，如圖1、圖2所示，上沖頭I從上至下依次由倒截頭圓錐體段11和圓柱體段12同軸設置成一個整體，倒截頭圓錐體段11的小直徑等于圓柱體段12的直徑；下沖頭2為截頭圓錐體；上沖頭I的圓柱體段12的直徑不小于下沖頭2的小直徑，優選為上沖頭I的圓柱體段12的直徑等于下沖頭2的小直徑；b.把下料所得坯鋼在3500噸油壓機上，以3200噸壓力進行鐓粗；c.在上沖頭I和下沖頭2上分別涂抹碳粉和機床潤滑油(長城L-HG32液壓導軌油)以1:1.5比例混合的潤滑劑，潤滑劑能使沖孔順滑，減少沖孔的阻力，使其成型充分；d.如圖5所示，在3500噸油壓機上，以3200噸壓力用下沖頭2對鐓粗后的坯鋼沖下盲孔51，下盲孔51與坯鋼同軸；然后再以2800噸壓力用上沖頭I對坯鋼沖上透孔52，上透孔52和下盲孔51同軸并連通；最后以2800噸壓力用上砧板對坯鋼進行鐓平，制得初坯5 ;初坯輾環步驟如下:對初坯5進行異形軋制，制得如圖6所示的由兩個相同的車輪輪轂毛坯對稱疊合連接構成的組合環鍛件6 ;首先需要制作如下工裝:主軋輥3和芯輥4，如圖3、圖4所示，芯輥4從上至下依次由上圓柱體段41、上截頭圓錐體段42、上圓弧段43、中上截頭圓錐體段44、中下倒截頭圓錐體段441、下圓弧段431、下倒截頭圓錐體段421、下圓柱體段411同軸設置成一個整體，其中上截頭圓錐體段42和下倒截頭圓錐體段421、上圓弧段43和下圓弧段431、中上截頭圓錐體段44和中下倒截頭圓錐體段441都以中上截頭圓錐體段44和中下倒截頭圓錐體段441的相交面為中心對稱，上圓弧段43分別與上截頭圓錐體段42、中上截頭圓錐體段44相切連接，上圓弧段43的半徑為60mm，上圓柱體段41的直徑等于下圓柱體段411的直徑，上截頭圓錐體段42的小直徑等于上圓柱體段41的直徑，芯輥4的中上截頭圓錐體段44的大直徑小于上沖頭I的圓柱體段12的直徑，因為只用這樣，才能把芯輥4伸入到上沖頭I沖孔后的初坯5中進行輾環；主軋輥3從上至下依次由第一上圓柱體段31、第二上倒截頭圓錐體段32、第三上圓弧段33、第四上倒截頭圓錐體段34、第四下截頭圓錐體段341、第三下圓弧段331、第二下截頭圓錐體段321、第一下圓柱體段311同軸設置成一個整體，其中第二上倒截頭圓錐體段32和第二下截頭圓錐體段321、第三上圓弧段33和第三下圓弧段331、第四上倒截頭圓錐體段34和第四下截頭圓錐體段341都以第四上倒截頭圓錐體段34和第四下截頭圓錐體段341的相交面為中心對稱，第三上圓弧段33分別與第二上倒截頭圓錐體段32、第四上倒截頭圓錐體段34相切連接，第三上圓弧段33的半徑為60mm，第二上倒截頭圓錐體段32的大直徑等于第一上圓柱體段31的直徑，第一上圓柱體段31的直徑等于第一下圓柱體段311的直徑。在主軋輥3上設置的第一上圓柱體段31和第一下圓柱體段311，可以在輾環時與毛坯形成一個閉式型腔，使毛坯在輾環時不能上下竄動，保證了尺寸精度；然后在4500mm軋環機上進行異形軋制，徑向軋制力為160噸，軸向軋制力為145噸，通過主軋輥3軋制組合環鍛件6的外部形狀，芯輥4軋制其內部形狀；異形軋制時，主軋輥的轉速為20轉/分；芯輥的平移速度根據成型階段而定，即:在咬入階段，平移速度為1.5mm/秒，在平穩軋制階段，平移速度為3mm/秒，在結束軋制階段，平移速度為0.5mm/秒，在整圓階段，平移速度為O ;上、下錐輥的轉速為30轉/分；上錐輥的下壓速度也是根據成型階段而定，即:在咬入階段，下壓速度為0.7mm/秒，在平穩軋制階段，下壓速度為2.5mm/秒，在結束軋制階段和整圓階段，下壓速度都為O ;
(3)在切割工序中，把組合環鍛件6沿著其上下端面的中間對稱面切開，就能得到如圖7所示的兩個相同的車輪輪轂毛坯7 ；
(4)正火步驟如下:把從鍛造制坯輾環工序中，制得的車輪輪轂毛坯7空冷至300°C以下；然后以不大于110°C /h的速率將車輪輪轂毛坯升溫至900°C;再保溫1.3h ;然后根據車輪輪轂毛坯最厚處的厚度，按照每25mm延長保溫時間Ih來計算還需要保溫的時間；最后放置在空氣中冷卻。
[0017]在本實施例中，所述芯輥4的上截頭圓錐體段42的母線與水平面的夾角為5度，中上截頭圓錐體段44的母線與軸線的夾角為5度；所述主軋輥3的第二上倒截頭圓錐體段32的母線與水平面的夾角為7度，第四上倒截頭圓錐體段34的母線與軸線的7度。主軋輥3的第二上倒截頭圓錐體段32和第二下截頭圓錐體段321，能在輾環時對進料起到導向作用，但是它們的角度不能過小或過大，角度過小會不利于金屬的流動，使充型不充分，角度過大會導致費料。主軋輥3的第四上倒截頭圓錐體段34和第四下截頭圓錐體段341、芯輥4上的各圓錐面，在輾環時都有利于金屬的流動，使充型充分，但是它們的角度也不能過小或過大，角度過小會起不到利于金屬流動的作用，角度過大，會使制得的毛坯與所要制造環件的外形尺寸相差很大。
[0018]實施例2
車輪輪轂的制造工藝，其工藝步驟如下:下料一鍛造制坯輾環一切割一正火一精車加工，其特點是:
(1)在下料工序中，以牌號為28#、Φ600的圓鋼為原料在切割機上下料；
(2)在鍛造制坯輾環過程中，始鍛溫度不大于1250°C，終鍛溫度不低于850°C，加熱速率為145°C /時，鍛造加熱保溫溫度為1250°C，鍛造比為7 ;鍛造制坯輾環過程包括鍛造初坯和初坯輾環兩個工序，鍛造初坯步驟如下:a.先制作如下工裝:上沖頭I和下沖頭2，如圖1、圖2所示，上沖頭I從上至下依次由倒截頭圓錐體段11和圓柱體段12同軸設置成一個整體，倒截頭圓錐體段11的小直徑等于圓柱體段12的直徑；下沖頭2為截頭圓錐體；上沖頭I的圓柱體段12的直徑不小于下沖頭2的小直徑，優選為上沖頭I的圓柱體段12的直徑等于下沖頭2的小直徑；b.把下料所得坯鋼在3500噸油壓機上，以3000噸壓力進行鐓粗；c.在上沖頭I和下沖頭2上分別涂抹碳粉和機床潤滑油(哈斯太68號導軌油)以1:2比例混合的潤滑劑，潤滑劑能使沖孔順滑，減少沖孔的阻力，使其成型充分；d.如圖5所示，在3500噸油壓機上，以3000噸壓力用下沖頭2對鐓粗后的坯鋼沖下盲孔51，下盲孔51與坯鋼同軸；然后再以3000噸壓力用上沖頭I對坯鋼沖上透孔52，上透孔52和下盲孔51同軸并連通；最后以3000噸壓力用上砧板對坯鋼進行鐓平，制得初坯5 ;初坯輾環步驟如下:對初坯5進行異形軋制，制得如圖6所示的由兩個相同的車輪輪轂毛坯對稱疊合連接構成的組合環鍛件6 ;首先需要制作如下工裝:主軋輥3和芯輥4，如圖3、圖4所示，芯輥4從上至下依次由上圓柱體段41、上截頭圓錐體段42、上圓弧段43、中上截頭圓錐體段44、中下倒截頭圓錐體段441、下圓弧段431、下倒截頭圓錐體段421、下圓柱體段411同軸設置成一個整體，其中上截頭圓錐體段42和下倒截頭圓錐體段421、上圓弧段43和下圓弧段431、中上截頭圓錐體段44和中下倒截頭圓錐體段441都以中上截頭圓錐體段44和中下倒截頭圓錐體段441的相交面為中心對稱，上圓弧段43分別與上截頭圓錐體段42、中上截頭圓錐體段44相切連接，上圓弧段43的半徑為70mm，上圓柱體段41的直徑等于下圓柱體段411的直徑，上截頭圓錐體段42的小直徑等于上圓柱體段41的直徑，芯輥4的中上截頭圓錐體段44的大直徑小于上沖頭I的圓柱體段12的直徑，因為只用這樣，才能把芯輥4伸入到上沖頭I沖孔后的初坯5中進行輾環；主軋輥3從上至下依次由第一上圓柱體段31、第二上倒截頭圓錐體段32、第三上圓弧段33、第四上倒截頭圓錐體段34、第四下截頭圓錐體段341、第三下圓弧段331、第二下截頭圓錐體段321、第一下圓柱體段311同軸設置成一個整體，其中第二上倒截頭圓錐體段32和第二下截頭圓錐體段321、第三上圓弧段33和第三下圓弧段331、第四上倒截頭圓錐體段34和第四下截頭圓錐體段341都以第四上倒截頭圓錐體段34和第四下截頭圓錐體段341的相交面為中心對稱，第三上圓弧段33分別與第二上倒截頭圓錐體段32、第四上倒截頭圓錐體段34相切連接，第三上圓弧段33的半徑為70mm，第二上倒截頭圓錐體段32的大直徑等于第一上圓柱體段31的直徑，第一上圓柱體段31的直徑等于第一下圓柱體段311的直徑。在主軋輥3上設置的第一上圓柱體段31和第一下圓柱體段311，可以在輾環時與毛坯形成一個閉式型腔，使毛坯在輾環時不能上下竄動，保證了尺寸精度；然后在4500mm軋環機上進行異形軋制，徑向軋制力為175噸，軸向軋制力為130噸，通過主軋輥3軋制組合環鍛件6的外部形狀，芯輥4軋制其內部形狀；異形軋制時，主軋輥的轉速為23轉/分；芯輥的平移速度根據成型階段而定，即:在咬入階段，平移速度為1.8mm/秒，在平穩軋制階段，平移速度為2.8mm/秒，在結束軋制階段，平移速度為0.65mm/秒，在整圓階段，平移速度為O ;上、下錐輥的轉速為33轉/分；上錐輥的下壓速度也是根據成型階段而定，即:在咬入階段，下壓速度為0.45mm/秒，在平穩軋制階段，下壓速度為1.75mm/秒，在結束軋制階段和整圓階段，下壓速度都為O ;
(3)在切割工序中，把組合環鍛件6沿著其上下端面的中間對稱面切開，就能得到如圖7所示的兩個相同的車輪輪轂毛坯7 ；
(4)正火步驟如下:把從鍛造制坯輾環工序中，制得的車輪輪轂毛坯7空冷至300°C以下；然后以不大于110°C /h的速率將車輪輪轂毛坯升溫至910°C;再保溫1.5h ;然后根據車輪輪轂毛坯最厚處的厚度，按照每25mm延長保溫時間Ih來計算還需要保溫的時間；最后放置在空氣中冷卻。
[0019]在本實施例中，所述芯輥4的上截頭圓錐體段42的母線與水平面的夾角為7度，中上截頭圓錐體段44的母線與軸線的夾角為7度；所述主軋輥3的第二上倒截頭圓錐體段32的母線與水平面的夾角為5度，第四上倒截頭圓錐體段34的母線與軸線的5度。主軋輥3的第二上倒截頭圓錐體段32和第二下截頭圓錐體段321，能在輾環時對進料起到導向作用，但是它們的角度不能過小或過大，角度過小會不利于金屬的流動，使充型不充分，角度過大會導致費料。主軋輥3的第四上倒截頭圓錐體段34和第四下截頭圓錐體段341、芯輥4上的各圓錐面，在輾環時都有利于金屬的流動，使充型充分，但是它們的角度也不能過小或過大，角度過小會起不到利于金屬流動的作用，角度過大，會使制得的毛坯與所要制造環件的外形尺寸相差很大。
[0020] 實施例3
車輪輪轂的制造工藝，其工藝步驟如下:下料一鍛造制坯輾環一切割一正火一精車加工，其特點是:
(1)在下料工序中，以牌號為ASMEA105、Φ500的圓鋼為原料在切割機上下料；
(2)在鍛造制坯輾環過程中，始鍛溫度不大于1250°C，終鍛溫度不低于850°C，加熱速率為165°C /時，鍛造加熱保溫溫度為1270°C，鍛造比為8 ;鍛造制坯輾環過程包括鍛造初坯和初坯輾環兩個工序，鍛造初坯步驟如下:a.先制作如下工裝:上沖頭I和下沖頭2，如圖1、圖2所示，上沖頭I從上至下依次由倒截頭圓錐體段11和圓柱體段12同軸設置成一個整體，倒截頭圓錐體段11的小直徑等于圓柱體段12的直徑；下沖頭2為截頭圓錐體；上沖頭I的圓柱體段12的直徑不小于下沖頭2的小直徑，優選為上沖頭I的圓柱體段12的直徑等于下沖頭2的小直徑；b.把下料所得坯鋼在3500噸油壓機上，以2800噸壓力進行鐓粗；c.在上沖頭I和下沖頭2上分別涂抹碳粉和機床潤滑油(美孚威達系列導軌油)以1:2.5比例混合的潤滑劑，潤滑劑能使沖孔順滑，減少沖孔的阻力，使其成型充分；d.如圖5所示，在3500噸油壓機上，以2800噸壓力用下沖頭2對鐓粗后的坯鋼沖下盲孔51，下盲孔51與坯鋼同軸；然后再以3200噸壓力用上沖頭I對坯鋼沖上透孔52，上透孔52和下盲孔51同軸并連通；最后以3200噸壓力用上砧板對坯鋼進行鐓平，制得初坯5 ;初坯輾環步驟如下:對初坯5進行異形軋制，制得如圖6所示的由兩個相同的車輪輪轂毛坯對稱疊合連接構成的組合環鍛件6 ;首先需要制作如下工裝:主軋輥3和芯輥4，如圖3、圖4所示，芯輥4從上至下依次由上圓柱體段41、上截頭圓錐體段42、上圓弧段43、中上截頭圓錐體段44、中下倒截頭圓錐體段441、下圓弧段431、下倒截頭圓錐體段421、下圓柱體段411同軸設置成一個整體，其中上截頭圓錐體段42和下倒截頭圓錐體段421、上圓弧段43和下圓弧段431、中上截頭圓錐體段44和中下倒截頭圓錐體段441都以中上截頭圓錐體段44和中下倒截頭圓錐體段441的相交面為中心對稱，上圓弧段43分別與上截頭圓錐體段42、中上截頭圓錐體段44相切連接，上圓弧段43的半徑為75mm，上圓柱體段41的直徑等于下圓柱體段411的直徑，上截頭圓錐體段42的小直徑等于上圓柱體段41的直徑，芯輥4的中上截頭圓錐體段44的大直徑小于上沖頭I的圓柱體段12的直徑，因為只用這樣，才能把芯輥4伸入到上沖頭I沖孔后的初坯5中進行輾環；主軋輥3從上至下依次由第一上圓柱體段31、第二上倒截頭圓錐體段32、第三上圓弧段33、第四上倒截頭圓錐體段34、第四下截頭圓錐體段341、第三下圓弧段331、第二下截頭圓錐體段321、第一下圓柱體段311同軸設置成一個整體，其中第二上倒截頭圓錐體段32和第二下截頭圓錐體段321、第三上圓弧段33和第三下圓弧段331、第四上倒截頭圓錐體段34和第四下截頭圓錐體段341都以第四上倒截頭圓錐體段34和第四下截頭圓錐體段341的相交面為中心對稱，第三上圓弧段33分別與第二上倒截頭圓錐體段32、第四上倒截頭圓錐體段34相切連接，第三上圓弧段33的半徑為75mm，第二上倒截頭圓錐體段32的大直徑等于第一上圓柱體段31的直徑，第一上圓柱體段31的直徑等于第一下圓柱體段311的直徑。在主軋輥3上設置的第一上圓柱體段31和第一下圓柱體段311，可以在輾環時與毛坯形成一個閉式型腔，使毛坯在輾環時不能上下竄動，保證了尺寸精度；然后在4500mm軋環機上進行異形軋制，徑向軋制力為190噸，軸向軋制力為115噸，通過主軋輥3軋制組合環鍛件6的外部形狀，芯輥4軋制其內部形狀；異形軋制時，主軋輥的轉速為26轉/分；芯輥的平移速度根據成型階段而定，即:在咬入階段，平移速度為2.2mm/秒，在平穩軋制階段，平移速度為2.5mm/秒，在結束軋制階段，平移速度為0.8mm/秒，在整圓階段，平移速度為O ;上、下錐輥的轉速為36轉/分；上錐輥的下壓速度也是根據成型階段而定，即:在咬入階段，下壓速度為0.2mm/秒，在平穩軋制階段，下壓速度為Imm/秒，在結束軋制階段和整圓階段，下壓速度都為O ;
(3)在切割工序中，把組合環鍛件6沿著其上下端面的中間對稱面切開，就能得到如圖7所示的兩個相同的車輪輪轂毛坯7 ；
(4)正火步驟如下:把從鍛造制坯輾環工序中，制得的車輪輪轂毛坯7空冷至300°C以下；然后以不大于110°C /h的速率將車輪輪轂毛坯升溫至920°C;再保溫1.Sh ;然后根據車輪輪轂毛坯最厚處的厚度，按照每25mm延長保溫時間Ih來計算還需要保溫的時間；最后放置在空氣中冷卻。
[0021]在本實施例中，所述芯輥4的上截頭圓錐體段42的母線與水平面的夾角為8度，中上截頭圓錐體段44的母線與軸線的夾角為8度；所述主軋輥3的第二上倒截頭圓錐體段32的母線與水平面的夾角為4度，第四上倒截頭圓錐體段34的母線與軸線的4度。主軋輥3的第二上倒截頭圓錐體段32和第二下截頭圓錐體段321，能在輾環時對進料起到導向作用，但是它們的角度不能過小或過大，角度過小會不利于金屬的流動，使充型不充分，角度過大會導致費料。主軋輥3的第四上倒截頭圓錐體段34和第四下截頭圓錐體段341、芯輥4上的各圓錐面，在輾環時都有利于金屬的流動，使充型充分，但是它們的角度也不能過小或過大，角度過小會起不到利于金屬流動的作用，角度過大，會使制得的毛坯與所要制造環件的外形尺寸相差很大。
[0022]本發明的有益效果為:本發明所述制造工藝采用了合理的工藝步驟和模具工裝，提高了車輪輪轂毛坯的機械性能和尺寸穩定性，減少了精車加工的難度和原料的消耗，并且每次鍛造都能生產兩個相同的車輪輪轂毛坯，提高了生產效率，從而降低了生產成本。
【權利要求】
1.車輪輪轂的制造工藝，其工藝步驟如下:下料一鍛造制坯輾環一切割一正火一精車加工，其特征在于: (1)在鍛造制坯輾環過程中，分成鍛造初坯和初坯輾環兩個工序，鍛造初坯步驟如下:a.先制作如下工裝:上沖頭和下沖頭，上沖頭從上至下依次由倒截頭圓錐體段和圓柱體段同軸設置成一個整體，倒截頭圓錐體段的小直徑等于圓柱體段的直徑；下沖頭為截頭圓錐體；上沖頭的圓柱體段的直徑不小于下沖頭的小直徑；b.把下料所得坯鋼在油壓機上，以2800?3200噸壓力進行鐓粗；c.在下沖頭和上沖頭上分別涂抹碳粉和機床潤滑油以1: 1.5?1:2.5比例混合的潤滑劑；d.在油壓機上，以2800?3200噸壓力用下沖頭對鐓粗后的坯鋼沖下盲孔，下盲孔呈截頭圓錐形并與坯鋼同軸；然后再以2800?3200噸壓力用上沖頭對坯鋼沖上透孔，上透孔和下盲孔同軸并連通；最后以2800?3200噸壓力用上砧板對坯鋼進行鐓平，制得初坯；初坯輾環步驟如下:對初坯進行異形軋制，制得由兩個相同的車輪輪轂毛坯對稱疊合連接構成的組合環鍛件；首先需要制作如下工裝:主軋輥和芯輥，芯輥從上至下依次由上圓柱體段、上截頭圓錐體段、上圓弧段、中上截頭圓錐體段、中下倒截頭圓錐體段、下圓弧段、下倒截頭圓錐體段、下圓柱體段同軸設置成一個整體，其中上截頭圓錐體段和下倒截頭圓錐體段、上圓弧段和下圓弧段、中上截頭圓錐體段和中下倒截頭圓錐體段都以中上截頭圓錐體段和中下倒截頭圓錐體段的相交面為中心對稱，上圓弧段分別與上截頭圓錐體段、中上截頭圓錐體段相切連接，上圓弧段的半徑為60?75mm，上圓柱體段的直徑等于下圓柱體段的直徑，上截頭圓錐體段的小直徑等于上圓柱體段的直徑，芯輥的中上截頭圓錐體段的大直徑小于上沖頭的圓柱體段的直徑；主軋輥從上至下依次由第一上圓柱體段、第二上倒截頭圓錐體段、第三上圓弧段、第四上倒截頭圓錐體段、第四下截頭圓錐體段、第三下圓弧段、第二下截頭圓錐體段、第一下圓柱體段同軸設置成一個整體，其中第二上倒截頭圓錐體段和第二下截頭圓錐體段、第三上圓弧段和第三下圓弧段、第四上倒截頭圓錐體段和第四下截頭圓錐體段都以第四上倒截頭圓錐體段和第四下截頭圓錐體段的相交面為中心對稱，第三上圓弧段分別與第二上倒截頭圓錐體段、第四上倒截頭圓錐體段相切連接，第三上圓弧段的半徑為60?75mm，第二上倒截頭圓錐體段的大直徑等于第一上圓柱體段的直徑，第一上圓柱體段的直徑等于第一下圓柱體段的直徑；然后在軋環機上進行異形軋制，徑向軋制力為160?190噸，軸向軋制力為115?145噸，通過主軋輥軋制組合環鍛件的外部形狀，芯輥軋制其內部形狀；異形軋制時，主軋輥的轉速為20?26轉/分；芯輥的平移速度根據成型階段而定，即:在咬入階段，平移速度為1.5?2.2_/秒，在平穩軋制階段，平移速度為2.5?3mm/秒，在結束軋制階段，平移速度為0.5?0.8mm/秒，在整圓階段，平移速度為O ;上、下錐輥的轉速為30?36轉/分；上錐輥的下壓速度也是根據成型階段而定，即:在咬入階段，下壓速度為0.2?0.7mm/秒，在平穩軋制階段，下壓速度為I?2.5mm/秒，在結束軋制階段和整圓階段，下壓速度都為O ; (2)在切割工序中，把組合環鍛件沿著其上下端面的中間對稱面切開，就能得到兩個相同的車輪輪轂毛坯； (3)正火步驟如下:把從鍛造制坯輾環工序中，制得的車輪輪轂毛坯空冷至300°C以下；然后以不大于110°C /h的速率將車輪輪轂毛坯升溫至910±10°C;再保溫1.3?1.8h ;然后根據車輪輪轂毛坯最厚處的厚度，按照每25mm延長保溫時間Ih來計算還需要保溫的時間，最后放直在空氣中冷卻。
2.根據權利要求1所述的車輪輪轂的制造工藝，其特征在于:所述上沖頭的圓柱體段的直徑等于下沖頭的小直徑。
3.根據權利要求1所述的車輪輪轂的制造工藝，其特征在于:所述芯輥的上截頭圓錐體段的母線與水平面的夾角為5?8度，中上截頭圓錐體段的母線與軸線的夾角為5?8度。
4.根據權利要求3所述的車輪輪轂的制造工藝，其特征在于:所述芯輥的上截頭圓錐體段的母線與水平面的夾角為7度，中上截頭圓錐體段的母線與軸線的夾角為7度。
5.根據權利要求1所述的車輪輪轂的制造工藝，其特征在于:所述主軋輥的第二上倒截頭圓錐體段的母線與水平面的夾角為3?7度，第四上倒截頭圓錐體段的母線與軸線的3?7度。
6.根據權利要求5所述的車輪輪轂的制造工藝，其特征在于:所述主軋輥的第二上倒截頭圓錐體段的母線與水平面的夾角為5度，第四上倒截頭圓錐體段的母線與軸線的5度。
7.根據權利要求3或5所述的車輪輪轂的制造工藝，其特征在于:所述芯輥的上截頭圓錐體段的母線與水平面的夾角為7度，中上截頭圓錐體段的母線與軸線的夾角為7度；所述主軋輥的第二上倒截頭圓錐體段的母線與水平面的夾角為5度，第四上倒截頭圓錐體段的母線與軸線的5度。
【文檔編號】B21J13/02GK104139280SQ201410298781
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】吳劍, 戴玉同, 徐鋒, 季永蘭, 陸亞娟 申請人:張家港海陸環形鍛件有限公司