專利名稱：一種復(fù)雜結(jié)構(gòu)鋁合金輪轂鍛擴(kuò)成形模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鋁合金輪轂鍛造技術(shù)，具體說就是一種復(fù)雜結(jié)構(gòu)鋁輪轂鍛擴(kuò)成形方法及其模具。
背景技術(shù)：
鋁合金輪轂的性能直接取決于所采用的制造技術(shù)，其制造工藝有鍛造和鑄造之分。鍛造鋁合金輪轂具有強(qiáng)度高、重量輕、安全性高、節(jié)能、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，由于其更高的性能價(jià)格比，所以近些年鍛造鋁合金輪轂的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)高于鑄造輪轂的增長(zhǎng)，是未來汽車輪轂發(fā)展的方向，更是高檔摩托車身份的象征。鍛造鋁合金輪轂主要成形工藝有一種是常規(guī)模鍛法，即以圓鑄錠或擠壓棒料為坯料，經(jīng)模壓一次成形，適合于造型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的輪轂鍛件；一種是半固態(tài)模鍛法，鑄坯在半固態(tài)下在專用鍛壓機(jī)上一次快速成形，此法的關(guān)鍵是必須制取細(xì)小的均勻的球形晶粒錠坯，并需在高自動(dòng)化的能嚴(yán)格控制加熱溫度的爐內(nèi)加熱到半固態(tài)；另一種是，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜的輪轂，往往不可能一次鍛壓成形，需要先經(jīng)過多道工序模壓鍛造出輪轂的毛坯，再將毛坯用旋壓(或稱滾鍛)的方法鍛造成形。鍛旋成形方法一般需要3 5套模具，多次加熱，兩次形成飛邊，因此工裝投入費(fèi)用大，能耗大，材料利用率低，工序復(fù)雜，制造成本高，生產(chǎn)效率低下。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)輪轂的輪輻和輪輞整體鍛壓成形、生產(chǎn)效率高、工裝簡(jiǎn)單、制造維護(hù)費(fèi)用低、無飛邊、鍛造材料利用率高的復(fù)雜結(jié)構(gòu)鋁合金輪轂鍛擴(kuò)成形模具。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它是由鍛造模具和擴(kuò)輪輞模具組成的，所述的鍛造模具的上模由依次嵌套安裝的上模體、上模芯構(gòu)成，鍛造模具的下模由依次嵌套安裝的下模體、下模芯、頂料桿構(gòu)成，模具導(dǎo)向止動(dòng)扣采用圓倒壁結(jié)構(gòu)，鍛造模具在成型閉合時(shí)， 上模芯止動(dòng)扣外壁伸入下模體止動(dòng)扣內(nèi)壁60-80毫米，倒壁間隙0. 15-0. 2毫米，下模芯與下模體裝配部分的底部及側(cè)壁均布4-8條貫通排氣溝槽；所述的擴(kuò)輪輞模具由擴(kuò)孔上模和擴(kuò)孔下模組成，擴(kuò)孔上模型腔尺寸與鍛造模具的上模芯型腔尺寸相同，擴(kuò)孔下模型腔尺寸與最終輪轂鍛件的下半部輪輞內(nèi)側(cè)熱態(tài)尺寸相同。本實(shí)用新型一種復(fù)雜結(jié)構(gòu)鋁合金輪轂鍛擴(kuò)成形模具，成形工藝簡(jiǎn)易，鍛后擴(kuò)孔成形代替了通常旋壓成形工藝，減少了設(shè)備投入，生產(chǎn)效率顯著提高，而且實(shí)現(xiàn)一火成形，節(jié)約能源。采用無毛邊鍛造和輪輞擴(kuò)孔成形工藝，省掉兩道切邊工序，提高材料利用率，節(jié)省設(shè)備、工裝投入以及人工和能源費(fèi)用。鍛造模具采用組合結(jié)構(gòu)，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且可以實(shí)現(xiàn)同徑不同輪輞規(guī)格的多種產(chǎn)品共用上、下模體，只更換上、下模芯即可，節(jié)省了模具投入費(fèi)用。當(dāng)模具出現(xiàn)磨損或損壞的情況下，僅需維修或更換磨損或損壞的部分，減少了模具的維修費(fèi)用。在模具的下模芯上設(shè)計(jì)排氣通道，降低了金屬變形抗力，節(jié)省了能源消耗和設(shè)備損耗。擴(kuò)輪輞模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作。
圖1為本實(shí)用新型復(fù)雜結(jié)構(gòu)鋁合金輪轂鍛擴(kuò)成形的成形過程示意圖；圖2為本實(shí)用新型的用于汽車鋁合金輪轂鍛擴(kuò)成形的鍛造模具結(jié)構(gòu)示意圖，圖中501 上模體，502 上模芯，503 下模體，504 下模芯，505 頂料桿；圖3為本實(shí)用新型的用于汽車鋁合金輪轂鍛擴(kuò)成形的擴(kuò)輪輞模具結(jié)構(gòu)示意圖，圖中601 擴(kuò)孔上模，602 擴(kuò)孔下模，603 汽車鋁合金鍛造輪轂。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖舉例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。本實(shí)用新型一種復(fù)雜結(jié)構(gòu)鋁合金輪轂鍛擴(kuò)成形模具，它是由鍛造模具和擴(kuò)輪輞模具組成的，所述的鍛造模具的上模由依次嵌套安裝的上模體、上模芯構(gòu)成，下模由依次嵌套安裝的下模體、下模芯、頂料桿構(gòu)成；模具導(dǎo)向止動(dòng)扣采用圓倒壁結(jié)構(gòu)，鍛造模具在成型閉合時(shí)，上模芯止動(dòng)扣外壁伸入下模體止動(dòng)扣內(nèi)壁60 80毫米，倒壁間隙0. 15 0. 2毫米， 下模芯與下模體裝配部分的底部及側(cè)壁均布4-8條貫通排氣溝槽，所述的擴(kuò)輪輞模具由擴(kuò)孔上模和擴(kuò)孔下模組成，擴(kuò)孔上模型腔尺寸與鍛造模具的上模芯型腔尺寸相同，擴(kuò)孔下模型腔尺寸與最終輪轂鍛件的輪輞內(nèi)側(cè)熱態(tài)尺寸相同。復(fù)雜結(jié)構(gòu)鋁合金輪轂鍛擴(kuò)成形的工藝流程如圖1所示，將6061鑄棒毛坯(1)加熱后經(jīng)過鐓粗工序壓扁為毛坯O)，再用結(jié)構(gòu)如圖2的鍛造模具將毛坯(2)鍛壓成毛坯(3)， 最后用結(jié)構(gòu)如圖3的擴(kuò)輪輞模具將毛坯(3)鍛壓成最終輪轂鍛件(4)。實(shí)施例1 結(jié)合圖2、圖3，以20X11英寸、20X12英寸和20X13英寸的汽車鋁合金鍛造輪轂為例，由本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的用于汽車的鋁合金輪轂鍛擴(kuò)成形工藝包括以下步驟1)備料將Φ 300毫米的6061鋁合金鑄棒切割成坯料；幻加熱坯料(定溫470°C，保溫 450分鐘)，預(yù)熱模具(定溫450°C，保溫6小時(shí))；幻鐓粗在5000T壓力機(jī)上鍛打一次將坯料鐓粗至Φ430毫米；4)模壓在8000T壓力機(jī)上，將坯料放入圖2模具中，模具型腔表面均勻涂上自制油基石墨潤(rùn)滑劑，鍛打二次，輪轂的輪輻和一側(cè)輪輞成形，另一側(cè)輪輞預(yù)成形，要求開鍛溫度460°C，終鍛溫度> 380°C ；5)擴(kuò)輪輞在800T沖床上，使用圖3模具，在下模型腔表面均勻涂上一層機(jī)油，將模壓所得輪轂毛坯輪輞未成形一面落在下模上，一次鍛打輪輞成形，即得要求規(guī)格的汽車鋁合金鍛造輪轂(如圖3中的603所示)。實(shí)施例2 結(jié)合圖2、圖3，以20X11英寸、20X12英寸和20X13英寸的汽車鋁合金鍛造輪轂?zāi)＞邽槔?，如圖2所示，本實(shí)用新型用于汽車鋁合金輪轂鍛擴(kuò)成形的鍛造模具包括上模體(501)、上模芯(502)、下模體(503)、下模芯(504)及頂料桿(505)，上模芯(502) 安裝在上模體(501)上，下模芯(504)安裝在下模體(503)上，頂料桿(505)安裝在下模芯(504上)。鍛打輪輞為11、12、13英寸不同規(guī)格的輪轂時(shí)只需更換相應(yīng)的上模芯(502)、 下模芯(504)和頂料桿(505)。模具導(dǎo)向止動(dòng)扣采用圓倒壁結(jié)構(gòu)，模具在成型閉合時(shí)，上模芯(502)止動(dòng)扣外壁伸入下模體(503)止動(dòng)扣內(nèi)壁60-80毫米，倒壁間隙0. 15-0. 2毫米， 在坯料剛剛填充滿模具型腔時(shí)，上下模的止動(dòng)扣已經(jīng)完全閉合，因而不會(huì)產(chǎn)生飛邊。下模芯 (504)與下模體(50 裝配接觸部分的底部及側(cè)壁均布4-8條貫通排氣溝槽，以便排除模壓過程中憋在模具型腔內(nèi)空氣，減小成形壓力。模具安裝時(shí)，將上模體(501)、下模體(503)通過壓板分別固定在設(shè)備的上、下工作臺(tái)面上。本實(shí)用新型復(fù)雜結(jié)構(gòu)鋁合金輪轂鍛擴(kuò)成形模具，用于汽車的擴(kuò)輪輞模具包括擴(kuò)孔上模(601)和擴(kuò)孔下模(602)，擴(kuò)孔上模(601)型腔尺寸與鍛模上模芯(502)型腔尺寸相同，擴(kuò)孔下模(602)型腔尺寸與最終輪轂鍛件的下半部輪輞內(nèi)側(cè)熱態(tài)尺寸相同。使用安裝時(shí)，將上、下擴(kuò)孔模通過壓板分別固定在設(shè)備的上、下工作臺(tái)面上。
權(quán)利要求1. 一種復(fù)雜結(jié)構(gòu)鋁合金輪轂鍛擴(kuò)成形模具，它是由鍛造模具和擴(kuò)輪輞模具組成的， 其特征在于所述的鍛造模具的上模由依次嵌套安裝的上模體、上模芯構(gòu)成，鍛造模具的下模由依次嵌套安裝的下模體、下模芯、頂料桿構(gòu)成，模具導(dǎo)向止動(dòng)扣采用圓倒壁結(jié)構(gòu)，鍛造模具在成型閉合時(shí)，上模芯止動(dòng)扣外壁伸入下模體止動(dòng)扣內(nèi)壁60-80毫米，倒壁間隙 0. 15-0. 2毫米，下模芯與下模體裝配部分的底部及側(cè)壁均布4-8條貫通排氣溝槽；所述的擴(kuò)輪輞模具由擴(kuò)孔上模和擴(kuò)孔下模組成，擴(kuò)孔上模型腔尺寸與鍛造模具的上模芯型腔尺寸相同，擴(kuò)孔下模型腔尺寸與最終輪轂鍛件的下半部輪輞內(nèi)側(cè)熱態(tài)尺寸相同。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種實(shí)現(xiàn)輪轂的輪輻和輪輞整體鍛壓成形的復(fù)雜結(jié)構(gòu)鋁合金輪轂鍛擴(kuò)成形模具。它包括鍛造模具和擴(kuò)輪輞模具，鍛造模具的上模由依次嵌套安裝的上模體、上模芯構(gòu)成，下模由依次嵌套安裝的下模體、下模芯、頂料桿構(gòu)成，下模芯與下模體裝配部分的底部及側(cè)壁均布4-8條R3的貫通排氣溝槽；擴(kuò)輪輞模具由擴(kuò)孔上模和擴(kuò)孔下模組成，擴(kuò)孔上模型腔尺寸與鍛造模具的上模芯型腔尺寸相同，擴(kuò)孔下模型腔尺寸與最終輪轂鍛件的下半部輪輞內(nèi)側(cè)熱態(tài)尺寸相同。本實(shí)用新型成形工藝簡(jiǎn)易，生產(chǎn)效率高，實(shí)現(xiàn)一火成形，節(jié)約能源。在模具的下模芯上設(shè)計(jì)排氣通道，降低金屬變形抗力，節(jié)省能源消耗和設(shè)備損耗。擴(kuò)輪輞模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作。
文檔編號(hào)B21K1/40GK202087757SQ20112012589
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月26日
發(fā)明者劉放順, 劉玉新, 單麗梅, 孫永恒, 曲榮生, 林超, 王藝, 邵紅艷, 顏斌 申請(qǐng)人:哈爾濱哈飛工業(yè)有限責(zé)任公司