高強度輕量化鋁合金輪轂的旋壓工藝的制作方法

本發明屬于輪轂成型技術領域，特指一種高強度輕量化鋁合金輪轂的旋壓工藝。

背景技術：

汽車鋁合金輪轂的成型工藝主要有：重力鑄造、低壓鑄造和鍛造工藝。鑄造工藝分為兩種：重力鑄造和低壓鑄造。目前國內外應用較為普遍的是低壓鑄造和金屬型重力鑄造。

但是采用鑄造工藝的輪轂重量較重，強度低，力學性能差，釆用鍛造技術生產的鋁合金輪轂成本最高，技術復雜，鍛造工藝的成本極高，只能用于高端市場，短時間內是不可能進行普及的。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種高強度輕量化鋁合金輪轂的旋壓工藝，在鑄造的基礎上對輪輞部分進行旋轉沖壓，改變了輪輞部位金屬的內部結構，分子呈更高密度的纖維狀排列，相比普通鑄造有更高的力學性能表現，表現為強度更高、韌性更高。

本發明的目的是這樣實現的：一種高強度輕量化鋁合金輪轂的旋壓工藝，

包括如下步驟：

①將重力鑄造而成的帶有輪輻的旋壓坯先進行X光探傷，合格的旋壓坯送入加熱房內進行加熱；

②將加熱后的旋壓坯通過機械臂套裝在旋壓機的主軸帶動轉動的夾具及內旋壓膜上；

③旋壓機帶動旋壓坯高速轉動，并在旋壓坯外表面附近設置噴火裝置，對旋壓坯外表面進行加熱保溫；

④設置液壓驅動的旋壓輥的徑向及軸向的進程參數，旋壓輥施加壓力到旋壓坯輪輞外表面的初始旋壓部位；旋壓輥在旋壓坯外周至少圓周間隔分布有兩個，首個旋壓輥先按照進程參數旋壓，輪輞部位按設定路徑被壓縮和伸展；待首個旋壓輥沿路徑行走設定距離后，第二個旋壓輥再壓緊輪輞初始旋壓部位，跟在首個旋壓輥后面同步行進，再次壓縮和伸展輪輞部位；若有三個以上的旋壓輥，依次跟在上一個旋壓輥后面動作，通過旋壓輥的旋壓逐漸降低旋壓坯輪輞部位的厚度；

⑤首個旋壓輥走完一個行程后，離開旋壓坯輪輞表面，并回退至初始位置，進行二次旋壓或者預備加工下個旋壓坯；第二個旋壓輥以及之后的旋壓輥重復首個旋壓輥的動作，直至輪輞成型；

⑥用機械臂將成型的輪轂從旋壓機上取下，進行冷卻處理及其輪輞厚度檢測；

⑦對合格的輪轂進行精加工或/和噴漆。

優選的，所述旋壓輥與輪輞表面形成一傾斜銳角。

優選的，所述傾斜銳角在20°-30°。

優選的，旋壓輥每次壓縮輪輞的厚度≤10mm。

優選的，加熱房內對旋壓坯的加熱溫度為300℃-350℃。

優選的，所述旋壓坯的原材料為ZL101A鋁合金或者A356.2鋁合金。

優選的，所述噴火裝置按輪轂的軸向在輪轂的一側或兩側排列有兩套以上。

本發明相比現有技術突出且有益的技術效果是：

1、輪輞厚度最薄、重量最輕、油耗最低；

2、輪輞抗拉強度及延伸率提升10％以上；

3、輪輞縮孔縮松X光探傷等級達到1級標準；

4、泄氣率0.3％以內，遠高于行業標準；

5、在旋壓坯外表面附近設置噴火裝置，使工件處于高溫熱旋壓狀態，旋壓阻力小，輪輞更易成型；且將噴火裝置軸向設置兩套以上，應對輪輞延伸部位的加熱保溫；

6、旋壓輥設置多個，降低了旋壓輥的往復次數，提供生產效率，降低噴火裝置的噴火保溫時間；

7、旋壓輥與輪輞表面形成一傾斜銳角，旋壓輥的壓力分成水平分力和垂直輪輞表面的分力，水平分力推動輪輞延伸，垂直分力讓輪輞組織更緊密，結構強度高。

附圖說明

圖1是本發明旋壓坯在旋壓模具上的安裝圖；

圖2是本發明旋壓輥的加工示意圖；

圖3是本發明旋壓輥在旋壓坯周向的分布圖。

附圖標記：1、旋壓內模；2、輪輞；2a、輪輞成型結構；2b、輪輞毛坯；3、外模壓蓋；4、旋壓輥；5、噴火裝置；6、液壓缸；7、軸向滑軌。

具體實施方式

下面結合附圖以具體實施例對本發明作進一步描述，參見圖1—3：

一種高強度輕量化鋁合金輪轂的旋壓工藝，包括如下步驟：

①將重力鑄造而成的帶有輪輻的旋壓坯先進行X光探傷，合格的旋壓坯送入加熱房內進行加熱；

②將加熱后的旋壓坯通過機械臂套裝在旋壓機的主軸帶動轉動的夾具及內旋壓膜上；

③旋壓機帶動旋壓坯高速轉動，并在旋壓坯外表面附近設置噴火裝置5(如燃氣噴火槍)，對旋壓坯外表面進行加熱保溫；

④設置液壓驅動的旋壓輥4的徑向及軸向的進程參數，旋壓輥4施加壓力到旋壓坯輪輞外表面的初始旋壓部位；如圖3所示，旋壓輥4在旋壓坯外周至少圓周間隔分布有兩個，首個旋壓輥4先按照進程參數旋壓，輪輞部位按設定路徑被壓縮和伸展；待首個旋壓輥4沿路徑行走設定距離后，第二個旋壓輥4再壓緊輪輞初始旋壓部位，跟在首個旋壓輥4后面同步行進，再次壓縮和伸展輪輞部位；若有三個以上的旋壓輥4，依次跟在上一個旋壓輥4后面動作，通過旋壓輥4的旋壓逐漸降低旋壓坯輪輞部位的厚度；

⑤首個旋壓輥4走完一個行程后，離開旋壓坯輪輞表面，并回退至初始位置，進行二次旋壓或者預備加工下個旋壓坯；第二個旋壓輥4以及之后的旋壓輥4重復首個旋壓輥4的動作，直至輪輞成型；

⑥用機械臂將成型的輪轂從旋壓機上取下，進行冷卻處理及其輪輞厚度檢測；

⑦對合格的輪轂進行精加工或/和噴漆。

如圖2所示，旋壓輥4與輪輞表面形成一傾斜銳角，傾斜銳角在20°-30°。

其中，旋壓輥4每次壓縮輪輞的厚度≤10mm。

其中，旋壓前旋壓坯熱處理的溫度在300℃-350℃。

其中，旋壓坯的原材料為ZL101A鋁合金或者A356.2鋁合金。

上述實施例僅為本發明的較佳實施例，并非依此限制本發明的保護范圍，故：凡依本發明的結構、形狀、原理所做的等效變化，均應涵蓋于本發明的保護范圍之內。