專利名稱：鎂合金汽車輪轂精密成型裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及屬于精密成型裝置技術領域，尤其是涉及一種鎂合金汽車輪轂精
密成型裝置。
背景技術：
鎂合金是21世紀綠色環保材料，其重量是鋼的1/4，是鋁的64%，而且剛度、強度相對較好，用它來制作汽車輪轂與其他金屬材料相比，在耐沖擊，吸振減震，阻尼性能方面都超過其它金屬材料，是續鋼輪，鋁輪后減輕效果最突出的車輪材料。目前汽車工業面臨能源、廢氣排放的制約，實現汽車自身的輕量化是汽車工業發展的一個重要方向，以鎂合金代替鋁合金作汽車輪轂是汽車及小轎車發展的趨勢。 國外已采用鎂合金制造汽車輪轂。其工藝有低壓鑄造法、重力澆注法、以及模鍛旋壓法等。前兩種工藝對制成的車輪分子晶粒粗大，縮松縮孔多，報廢率高；后一種模鍛、滾壓、旋壓工藝，在品質上有很大突破，制作的輪轂強度，韌性度有極大提高，但制造成本高，其工序多，模具多，而且設備要求高，生產的鎂合金車輪價格高昂，只能用于賽車和高檔轎車，很難進入普通汽車中應用。而國內目前較少有廠家生產鎂合金輪轂，工藝技術上采用的仍是低壓制造法和重力澆鑄法。 已知中國專利申請號為03100893. 3提供了鎂合金汽車輪轂鑄擠復合成型方法，采用鑄造工藝制成具有原始組織和形狀坯料，特點是預成型、鐓擠成型與等溫擠壓、以及精整形工序，通過正反擠鐓，鍛壓成型，以及精整形工藝，涉及的設備較多，有鑄造設備、沖壓設備、擠壓設備、精整設備等，為之工序周轉也多，所需成型模具多，設備投資較大，生產成本較高。[0005] 如中國專利申請號200510010214. 8固態熱擠壓鎂合金輪轂的成型裝置及其成型方法。這種成型方法雖然簡單一次成型，但不足之處在于l.其裝置上凸模與下凸模定位，采用的是導柱導套定位，該定位方法，在冷沖模中適用，在熱擠壓模中并不合理，因為模具受熱傳遞后，膨脹系數不一，導柱無法扦入導套，因為導柱、導套的間隙較小，要扦入必須擴大導套孔經，如此定位將產生偏移。2.運用左右兩半分模法，制造的模架相對較大，自鎖力度差，擠壓時易產生大量飛邊。3.左右兩半分模法，頂桿的力向上通過銷軸向外翻轉提取產品，該結構要求復雜，給裝配和維修帶來不便。4.加熱器的使用在凹模內，受上升、翻轉、下落，多次反復加熱器容易折斷損壞，加熱器在上凸模的外圍加熱中心受熱滲透緩慢，難以加到理想溫度，而凸模外圍熱量不斷散發，浪費了電能。5.該裝置擠壓的車輪無條幅、形狀，需后加工切削或沖擠等工藝來完成。6.該裝置擠壓的車輪由于導柱導套難以精確定位，造成偏移，使毛坯車輪輪轂壁厚薄不均勻，材耗大，增加了余量，成本高。 綜上所述的現有技術中的外鎂合金車輪制造的工藝，及成型裝置都存在一定缺陷和不足。
發明內容本實用新型的目的是為了解決現有鎂合金車輪輪轂在鑄造過程中存在的縮松、縮
3孔以及冷隔、結晶粒粗大等的問題，提供一種鎂合金汽車輪轂精密成型裝置及其工藝，它采 用預成型凸模和成型凸模結合在一起對輪轂條幅一次成型，無需后續再沖擠加工；設計了 圓桶形模床，具有定位導向孔，穩定牢固；四斜滑塊鎖模，擠壓的鎂合金車輪為尺寸近于凈 值；機加工余量少，工序簡單，操作方便，車輪晶粒細密，強度高，剛度好。 本實用新型的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的一種鎂合金汽
車輪轂精密成型裝置及其工藝，包括上模裝配、下模裝配，其特征是所述的上模裝配設有與
模具動作方向垂直的推拉油缸，推拉油缸連接上模連體座板，上模頭固定在上模連體座板
的下部；所述的下模裝配設有成型區和脫模區，成型區包括成型滑塊、下模型芯，成型滑塊
設置在圓桶形模床內，圓桶形模床外表面設有圓桶形保溫裝置，脫模區設有頂桿機構。 作為優選，所述的上模連體座板的上部裝有上模軌道墊板，兩側設有可移動軌道。
同一直線高精度的移動軌道保證了兩付凸模同時作業時的工作點準確位置。 作為優選，所述的上模頭設有兩付，即預成型凸模、成型凸模，兩付凸模同時固定
在上模連體座板上，并設置在與可移動軌道直線移動方向同一條中心線上，預成型凸模、成
型凸模與上模連體座板之間設有凸模隔熱層。如果是簡易形狀的車輪條幅，也可以由一個
凸模完成。預成型凸模和成型凸模在同一條直線上移動，以保證其位移誤差小。 作為優選，所述的凸模與成型滑塊的配合處設有導向定位口 。導向定位口的定位
方式避免了導柱導套定位引起的定位不準有時難以工作的缺陷。 一般導柱、導套的間隙設
計僅有0. 02 0. 03mm，導柱導套這種定位方法，較適用于冷沖模中，在熱擠壓模中因為模
具受熱后，膨脹系數不一，導致導柱無法扦入導套。 作為優選，所述的脫模區設有下墊板，下墊板上部設有下模座，下模座上部為下模 固定托板，在下模座和下模固定托板之間墊設隔熱板。 作為優選，所述的頂桿機構包括若干支下頂桿，若干支下頂桿固定在頂桿托板上， 頂桿托板的中部設一穿過下模座和下墊板的導桿。 作為優選，所述的上模裝配中的上模頭外圓上設有凸模固定套。凸模固定套具有 保溫作用。 作為優選，所述的下模裝配中的成型區內設有圓桶模床加熱器。圓桶形模床配套 圓桶模床加熱器，這種結構穩定牢固。 作為優選，所述的上模頭、下模裝配中的成型區內設有L型加熱器。采用L型或7
字形電熱管加熱器，將加熱端扦入凸模體內和圓桶形模床體內，以及下模型芯內，這樣加熱
快、用電省，加熱器另 一端電源連接線串聯或并聯聯接，接有溫控儀監測裝置。 作為優選，所述的上模裝配、下模裝配中分別設有冷卻水循環系統。為保護油缸、
油路正常運作，防止模具加溫過程中油溫受熱過高。液壓機正常工作還應注意，精密成型裝
置的加熱傳遞情況，如果上模軌道墊板、下墊板超過6(TC時，即可開啟冷卻水循環系統，以
保證油壓機油溫正常。 本實用新型的有效效益是 1.將半成品凸模和成品凸模結合在一起，將兩套凸模的工作合二為一來完成，減 少產品的周轉和模具制造成本，加快了成型速度；成型后車輪帶有條幅，后續加工余量減 少，獲得近凈值精密成型件；更換條幅花樣方便，只要更換一個成品上凸模就可以獲得。 2.該裝置采用推拉油缸、道軌導向，使用方便快捷，調換凸模速度快，經半成品凸
4模壓形后能快速進入成品凸模成型。 3.采用圓桶狀模床，模具容易加工，體積緊湊，自鎖力度強，內設置四塊斜滑塊，自 鎖裝置和頂出機構裝置，車輪成品后頂出方便。 4.采用L形或7字形電熱管加熱器，將加熱端扦入凸模體內、圓桶形模床體內，以 及下模型芯內，加熱快且節電，而另一端連接溫控儀監測，可有效地進行監測和控制。 5.設有凸模隔熱層和下模隔熱板，圓桶形模床外加圓桶形保溫裝置，阻止熱量散 發，節約大量電能。 6.為防止模具加溫過程中油溫受熱過高，在上模軌道墊板、下墊板中設置了水循 環冷卻系統，保護了油缸油路正常運作。 因此，本實用新型是一種結構設計合理，操作方便，精度高，經濟效益顯著的鎂合 金汽車輪轂精密成型裝置及其工藝。
圖1是本實用新型的一種結構示意圖。 圖2是本實用新型圖1的局部放大圖。 圖3是本實用新型圖2的M處局部放大圖。 圖中1.上模軌道墊板，2.預成型凸模，3.成型凸模，4.凸模隔熱層，5.上模連體 座板，6.凸模固定套，7.可移動軌道，8.推拉油缸，9.L型加熱器； 10.圓桶形模床，ll.成型滑塊，110.導向定位口，12.輪轂產品，13.下模型芯， 14.下模座，15.下墊板，16.導桿，17.下模固定托板，18.頂桿托板，19.下頂桿，20.圓桶形 保溫裝置，21.圓桶模床加熱器，22.冷卻水循環系統。
具體實施方式下面通過實施例，并結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明。 參見圖1、圖2，本實施例設一上模裝配、與其相配合的下模裝配兩大部分。 在上模裝配的兩側分別設有推拉油缸8，推拉油缸8連接一上模連體座板5，把上 模頭固定在上模連體座板5的下部，上模連體座板5的上部裝有上模軌道墊板l，兩側對稱 設有可移動軌道7，上模軌道墊板1與油壓機連接。 此實施例上模頭設有兩付，即預成型凸模2和成型凸模3，兩付凸模同時固定在上 模連體座板5上，預成型凸模2、成型凸模3與上模連體座板5之間都設有凸模隔熱層4。預 成型凸模2、成型凸模3內都裝有L型加熱器9。 在上模裝配中的上模頭外圓上設一凸模固定套6，上模裝配中的上模軌道墊板中 設有冷卻水循環系統。 下模裝配分為成型區和脫模區，成型區設有成型滑塊11、下模型芯13，成型滑塊 ll設置在圓桶形模床lO內，另設有圓桶模床加熱器21，把L型加熱器插入下模裝配中的下 模型芯內。在圓桶形模床10的外表面設有圓桶形保溫裝置20。 脫模區中設有頂桿機構，頂桿機構包括四支下頂桿19，四支下頂桿19固定在頂桿 托板18上，頂桿托板18的中部設一穿過下模座14和下墊板15的導桿16，導桿16與油壓 機下部頂出油缸連接。
5[0038] 脫模區的下部設有下墊板15，下墊板15上部是下模座14，下模座14上部為下模 固定托板17，在下模座14和下模固定托板17之間墊有隔熱板。 下模裝配中的成型區的圓桶形模床10內設有圓桶模床加熱器21，并設有7字形加 熱器。 下模裝配中的下墊板15中設有冷卻水循環系統22。 如圖3所示，在凸模與成型滑塊11的配合處設有導向定位口 110。 工作時有以下步驟 先將鎂合金AZ80連鑄棒片料放入加熱爐內預熱加溫，溫度控制在30(TC，注意，根 據片料大小，加溫時間也適當增減，每增大一寸，加溫時間增12分鐘，但一個原則，必須加 溫均勻，保溫2小時，防止過燒。 再將精密成型裝置的預成型凸模2、成型凸模3，圓桶形模床IO，及下模型芯13分 別通過7字形加熱器，使該四部份裝置升溫180 45(TC范圍，并恒溫20 40分鐘。 然后將預成型凸模2、成型凸模3、下模型芯13以及模腔表面全部敷涂或噴刷潤滑 劑，采用耐高溫水劑石墨。 接著將加溫后的鎂片放入成型滑塊ll的導向定位口 110內，油壓機通過預成型凸 模2對鎂合金餅進行預壓成型，之后將預成型凸模2提升并由推拉油缸8移動至將成型凸 模3位置進行成型擠壓。 在油壓機擠壓時，根據溫度、速率、投影面大小和油壓機的情況，均要不斷調整擠
壓力、和擠壓速度，不能以一個模式壓力比進行擠壓，具體情況要具體處理。 通過液壓機擠壓成近凈值毛坯鎂合金車輪，啟動油壓機下部有油缸，頂起導桿16，
通過脫模區內的頂桿機構將四個斜成型滑塊11推升，使輪轂產品12脫離下模型芯13及型
腔，隨后取出。 將近凈值的鎂合金車輪輪轂毛坯，由機加工切削完成，再進行微弧氧化進行涂裝 處理，即成為鎂合金車輪。 注意在工作過程中，液壓機正常工作時也應注意，精密成型裝置的加熱傳遞情況， 如果上模軌道墊板1、下墊板15超過6(TC時，即可開啟冷卻水循環系統22，保證油壓機油溫正常。 上述實施例是對本實用新型的說明，不是對本實用新型的限定，任何對本實用新 型的簡單變換后的結構均屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求一種鎂合金汽車輪轂精密成型裝置，包括上模裝配、下模裝配，其特征是所述的上模裝配設有與模具動作方向垂直的推拉油缸(8)，推拉油缸(8)連接上模連體座板(5)，上模頭固定在上模連體座板(5)的下部；所述的下模裝配設有成型區和脫模區，成型區包括成型滑塊(11)、下模型芯(13)，成型滑塊(11)設置在圓桶形模床(10)內，圓桶形模床(10)外表面設有圓桶形保溫裝置(20)，脫模區設有頂桿機構。
2. 根據權利要求1所述的鎂合金汽車輪轂精密成型裝置，其特征在于所述的上模連體 座板(5)的上部裝有上模軌道墊板(l)，兩側設有可移動軌道(7)。
3. 根據權利要求1所述的鎂合金汽車輪轂精密成型裝置，其特征在于所述的上模頭分 為兩付凸模，即預成型凸模(2)、成型凸模(3)，兩付凸模同時固定在上模連體座板(5)上， 并設置在與可移動軌道(7)直線移動方向同一條中心線上，預成型凸模(2)、成型凸模(3) 與上模連體座板(5)之間設有凸模隔熱層(4)。
4. 根據權利要求3所述的鎂合金汽車輪轂精密成型裝置，其特征在于所述的凸模與成 型滑塊(11)的配合處設有導向定位口 (110)。
5. 根據權利要求1所述的鎂合金汽車輪轂精密成型裝置，其特征在于所述的脫模區設 有下墊板(15)，下墊板(15)上部設有下模座(14)，下模座(14)上部為下模固定托板(17)， 在下模座(14)和下模固定托板(17)之間墊設隔熱板。
6. 根據權利要求1或5所述的鎂合金汽車輪轂精密成型裝置，其特征在于所述的頂桿 機構包括若干支下頂桿(19)，若干支下頂桿(19)固定在頂桿托板(18)上，頂桿托板(18) 的中部設一穿過下模座(14)和下墊板(15)的導桿(16)。
7. 根據權利要求1或2或3或5所述的鎂合金汽車輪轂精密成型裝置，其特征在于所 述的上模裝配中的上模頭外圓上設有凸模固定套(6)。
8. 根據權利要求1或5所述的鎂合金汽車輪轂精密成型裝置，其特征在于所述的下模 裝配中的成型區內設有圓桶模床加熱器(21)，上模頭內、下模裝配中的成型區內設有L型 加熱器。
9. 根據權利要求1或2或5所述的鎂合金汽車輪轂精密成型裝置，其特征在于所述的 上模裝配、下模裝配中分別設有冷卻水循環系統(22)。
專利摘要本實用新型涉及屬于精密成型裝置技術領域，尤其是涉及一種鎂合金汽車輪轂精密成型裝置。解決現有鎂合金車輪輪轂在鑄造過程中存在的縮松、縮孔以及冷隔、結晶粒粗大等的問題，包括上模裝配、下模裝配，其特征是所述的上模裝配設有與模具動作方向垂直的推拉油缸，推拉油缸連接上模連體座板，上模頭固定在上模連體座板的下部；所述的下模裝配設有成型區和脫模區，成型區包括成型滑塊、下模型芯，成型滑塊設置在圓桶形模床內，圓桶形模床外表面設有圓桶形保溫裝置，脫模區設有頂桿機構。機加工余量少，工序簡單，操作方便，車輪晶粒細密，強度高，剛度好。
文檔編號B22C9/28GK201516493SQ200920310140
公開日2010年6月30日 申請日期2009年9月11日 優先權日2009年9月11日
發明者劉紹東 申請人:劉紹東