一体式铝轮毂与锁环的加工工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种一体式铝轮毂与锁环的加工工艺，包括以下步骤：（1）熔炼铝合金锭、浇铸得到一体式毛坯；（2）在一体式毛坯上车加工内、外轮辋和中心孔，钻气门孔、连接螺牙孔和PCD孔；（3）在一体式毛坯上粗车、精车锁环和轮毂外表面，得到一体式轮毂锁环；（4）选取一体式轮毂锁环圆周方向上的一点为第一起始点，切割片由第一起始点处沿工装轴中心顺时针方向切割180°，切割片移动到第一起始点一侧的第二起始点，第二起始点与第一起始点之间保留支撑点；切割片由第二起始点沿工装轴中心逆时针方向切割180°，得到锁环和轮毂；（5）将锁环与轮毂分离，对切割面进行精车。本发明使锁环与轮毂的尺寸都能得到保证，解决了一体式轮毂的铸造。
【专利说明】一体式铝轮毂与锁环的加工工艺【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铝轮毂与锁环的加工工艺，尤其是一种一体式铝轮毂与锁环的加工工艺，属于车轮制作造【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，带有锁环的轮毂生产工艺都是分为“两体式铸造和机加工”来完成制造。轮毂使用A356铝经熔炼后采用传统的低压或重力铸造后经过热处理后再经过数控车加工来完成，而锁环则采用锻铝的方式直接通过数控铣、数控车的方式来完成。特别是锁环的生产成本很贵，加工方面投入的装备“数控铣、数控车”、原材料方面“锻铝”，相比普通的铝轮毂要贵2倍以上。
[0003]现有技术中采用一体式铸造加工技术的难点主要在于无法切割，如在卧式机床上来进行切割，锁环与轮毂分离时，因锁环随机床轴旋转惯性也在旋转，导致锁环甩落、变形，锁环的尺寸被破坏，无法正常生产。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种一体式铝轮毂与锁环的加工工艺，使锁环与 轮毂的尺寸都能得到保证，解决了一体式轮毂的铸造。
[0005]按照本发明提供的技术方案，一种一体式铝轮毂与锁环的加工工艺，特征是，包括以下工艺步骤:
(O熔炼:将铝合金锭经熔炼得到铝液，铝液储存在保温室内；熔炼温度为720~740°C，时间为I~2小时，保温室温度为800~950°C ；
(2)将铝液精炼除气后浇铸到加热后金属模具内，得到一体式毛坯；浇铸温度为700~720°C，时间为20~30秒，冷却方式为水雾冷或气冷，冷却温度为5~15°C，冷却时间为120~150秒；自然冷却后脱模，一体式毛坯从浇铸到脱模的总时间为250~320秒；
(3)热处理:将一体式毛坯先在535~545°C固溶处理5.5~6.5小时，固溶处理后在30秒内放入60~90°C的水中淬水3~5分钟，再在125~140°C热处理时间2.5~4.5小时，使硬度达到HB60~80 ；
(4)一次车加工:将热处理后的一体式毛坯用三抓轮毂卡盘夹紧，端跳< 0.1mm，轴跳(0.03mm，压紧力为18~30kg/cm ;在机床上车加工内轮辋、外轮辋和中心孔；
(5)将一次车加工后的一体式毛坯用工装固定，以中心孔及法兰平面为基准，工装精度:平面度≤0.05mm，芯轴的跳动≤0.03mm，压紧力18~30Kg/cm ;在一体式毛坯上钻气门孔、连接螺牙孔和P⑶孔；
(6)二次车加工:将热处理后的一体式毛坯用三抓轮毂卡盘夹紧，端跳< 0.05mm，轴跳(0.03mm，压紧力为18~30kg/cm ;在机床上粗车、精车锁环和轮毂外表面，得到一体式轮毂锁环；
(7)将二次车加工后的一体式轮毂锁环用工装固定，采用直径为100mm、厚度为3.2mm的切割片进行切割，具体切割过程如下:选取一体式轮毂锁环圆周方向上的一点为第一起始点，切割片由第一起始点处开始切割，切割片沿工装轴中心顺时针方向切割180°时退出，切割片再移动到第一起始点一侧的第二起始点，第二起始点与第一起始点之间保留支撑点，支撑点的大小为0.3~0.5cm2 ;切割片再由第二起始点沿工装轴中心逆时针方向切割 180。；
(8)将锁环由支撑点处与轮毂分离，取下锁环，再松开工装取下轮毂；
(9)对锁环和轮毂的切割面进行精车，对轮毂上的连接螺牙孔进行攻丝，即完成一体式铝轮毂与锁环的加工。
[0006]所述铝合金锭为A356.2铝合金锭。
[0007]本发明与已有技术相比具有以下优点:本发明突破了现有技术无法切割的问题难点，选择在立式数控机床，分段次来完成的，使锁环切割完时还停留在轮毂上方，锁环与轮毂的尺寸都能保证；本发明解决了一体式轮毂铸造，通过数控立式机床进行切割来完成分体式的锁环与轮毂的加工工艺。 【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本发明所述一体式轮毂锁环的结构示意图。
[0009]图2为图1的左视图。
[0010]图3为本发明所述一体式轮毂锁环的切割示意图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0012]实施例一:一种一体式铝轮毂与锁环的加工工艺，包括以下工艺步骤:
(O熔炼:将A356.2铝合金锭经熔炼得到铝液，铝液储存在保温室内；熔炼温度为720°C，时间为2小时，保温室温度为800°C ；
(2)将铝液精炼除气后浇铸到加热后金属模具内，得到一体式毛坯；浇铸温度为700°C，时间为30秒，冷却方式为水雾冷或气冷，冷却温度为5°C，冷却时间为120秒；自然冷却后脱模，一体式毛坯从浇铸到脱模的总时间为250秒；
(3)热处理:将一体式毛坯先在535°C固溶处理6.5小时，固溶处理后在30秒内放入60°C的水中淬水3分钟，再在125°C热处理时间4.5小时，使硬度达到HB60~80 ；
(4)一次车加工:将热处理后的一体式毛坯用三抓轮毂卡盘夹紧，端跳< 0.1mm，轴跳(0.03mm，压紧力为18kg/cm ;在机床上车加工内轮辋A、外轮辋B和中心孔C ;
(5)将一次车加工后的一体式毛坯用工装固定，以中心孔及法兰平面为基准，工装精度:平面度≤0.05mm，芯轴的跳动≤0.03mm，压紧力18Kg/cm ;在一体式毛坯上钻Φ 11.5mmX Φ 16mm的气门孔D、16处Φ6.75mmX Φ9.0mmX Φ20mm的连接螺牙孔E和4处Φ30 mmX Φ13.75 mmX60° 的 PCD 孔 F ;
(6)二次车加工:将热处理后的一体式毛坯用三抓轮毂卡盘夹紧，端跳< 0.05mm，轴跳(0.03mm，压紧力为18kg/cm ;在机床上粗车、精车锁环和轮毂外表面G，得到一体式轮毂锁环；
(7)如图3所示，将二次车加工后的一体式轮毂锁环用工装固定，采用直径为100mm、厚度为3.2mm的切割片K进行切割，得到锁环I和轮毂2，具体切割过程如下:选取一体式轮毂锁环圆周方向上的一点为第一起始点，切割片由第一起始点处开始切割，切割片沿工装轴中心顺时针方向切割180°时退出，切割片再移动到第一起始点一侧的第二起始点，第二起始点与第一起始点之间保留支撑点，支撑点的大小为0.3cm2 ;切割片再由第二起始点沿工装轴中心逆时针方向切割180° ；
(8)将锁环由支撑点处与轮毂分离，取下锁环，再松开工装取下轮毂；
(9)对锁环和轮毂的切割面H进行精车，对轮毂上的连接螺牙孔进行攻丝，即完成一体式铝轮毂与锁环的加工；锁环切割面平行度为0.0465mm，平面度最大处为0.082mm ;轮毂切割面平行度为0.025mm，平面度最大处为0.042mm ;锁环与轮毂的精度优于标准值。
[0013]实施例二:一种一体式铝轮毂与锁环的加工工艺，包括以下工艺步骤:
(O熔炼:将A356.2铝合金锭经熔炼得到铝液，铝液储存在保温室内；熔炼温度为740°C，时间为I小时，保温室温度为950°C ；
(2)将铝液精炼除气后浇铸到加热后金属模具内，得到一体式毛坯；浇铸温度为720°C，时间为20秒，冷却方式为水雾冷或气冷，冷却温度为15°C，冷却时间为150秒；自然冷却后脱模，一体式毛坯从浇铸到脱模的总时间为320秒；
(3)热处理:将一体式毛坯先在545°C固溶处理5.5小时，固溶处理后在30秒内放入90°C的水中淬水5分钟，再在140°C热处理时间2.5小时，使硬度达到HB60~80 ；
(4)一次车加工:将热处理后的一体式毛坯用三抓轮毂卡盘夹紧，端跳< 0.1mm，轴跳(0.03mm，压紧力为30kg/cm ;在机床上车加工内轮辋A、外轮辋B和中心孔C ；
(5)将一次车加工后的一体式毛坯用工装固定，以中心孔及法兰平面为基准，工装精度:平面度≤0.05mm，芯轴的跳动≤0.03mm，压紧力30Kg/cm ;在一体式毛坯上钻Φ 11.5mmX Φ 16mm的气门孔D、16处Φ6.75mmX Φ9.0mmX Φ20mm的连接螺牙孔E和4处Φ30 mmX Φ13.75 mmX60° 的 PCD 孔 F ;
(6)二次车加工:将热处理后的一体式毛坯用三抓轮毂卡盘夹紧，端跳< 0.05mm，轴跳(0.03mm，压紧力为30kg/cm ;在机床上粗车、精车锁环和轮毂外表面G，得到一体式轮毂锁环；
(7)如图3所示，将二次车加工后的一体式轮毂锁环用工装固定，采用直径为100mm、厚度为3.2mm的切割片K进行切割，得到锁环I和轮毂2，具体切割过程如下:选取一体式轮毂锁环圆周方向上的一点为第一起始点，切割片由第一起始点处开始切割，切割片沿工装轴中心顺时针方向切割180°时退出，切割片再移动到第一起始点一侧的第二起始点，第二起始点与第一起始点之间保留支撑点，支撑点的大小为0.5cm2 ;切割片再由第二起始点沿工装轴中心逆时针方向切割180° ；
(8)将锁环由支撑点处与轮毂分离，取下锁环，再松开工装取下轮毂；
(9)对锁环和轮毂的切割面H进行精车，对轮毂上的连接螺牙孔进行攻丝，即完成一体式铝轮毂与锁环的加工；锁环切割面平行度为0.052mm，平面度最大处为0.072mm ;轮毂切割面平行度为0.035mm，平面度最大处为0.052mm ;锁环与轮毂的精度优于标准值。
[0014]实施例三:一种一体式铝轮毂与锁环的加工工艺，包括以下工艺步骤:
(O熔炼:将A356.2铝合金 锭经熔炼得到铝液，铝液储存在保温室内；熔炼温度为730°C，时间为1.5小时，保温室温度为900°C ；(2)将铝液精炼除气后浇铸到加热后金属模具内，得到一体式毛坯；浇铸温度为710°C，时间为25秒，冷却方式为水雾冷或气冷，冷却温度为10°C，冷却时间为130秒；自然冷却后脱模，一体式毛坯从浇铸到脱模的总时间为300秒；
(3)热处理:将一体式毛坯先在540°C固溶处理6小时，固溶处理后在30秒内放入80°C的水中淬水4分钟，再在130°C热处理时间3小时，使硬度达到HB60~80 ；
(4)一次车加工:将热处理后的一体式毛坯用三抓轮毂卡盘夹紧，端跳< 0.1mm，轴跳≤0.03mm，压紧力为20kg/cm ;在机床上车加工内轮辋A、外轮辋B和中心孔C ;
(5)将一次车加工后的一体式毛坯用工装固定，以中心孔及法兰平面为基准，工装精度:平面度≤0.05mm，芯轴的跳动≤0.03mm，压紧力20Kg/cm ;在一体式毛坯上钻Φ 11.5mmX Φ 16mm的气门孔D、16处Φ6.75mmX Φ9.0mmX Φ20mm的连接螺牙孔E和4处Φ30 mmX Φ13.75 mmX60° 的 PCD 孔 F ;
(6)二次车加工:将热处理后的一体式毛坯用三抓轮毂卡盘夹紧，端跳< 0.05mm，轴跳≤0.03mm，压紧力为20kg/cm ;在机床上粗车、精车锁环和轮毂外表面G，得到一体式轮毂锁环；
(7)如图3所示，将二次车加工后的一体式轮毂锁环用工装固定，采用直径为100mm、厚度为3.2mm的切割片K进行切割，得到锁环I和轮毂2，具体切割过程如下:选取一体式轮毂锁环圆周方向上的一点为第一起始点，切割片由第一起始点处开始切割，切割片沿工装轴中心顺时针方向切割180°时退出，切割片再移动到第一起始点一侧的第二起始点，第二起始点与第一起始点之间保留支撑点，支撑点的大小为0.4cm2 ;切割片再由第二起始点沿工装轴中心逆时针方向切割180° ；
(8)将锁环由支撑点处与轮毂分离，取下锁环，再松开工装取下轮毂；
(9)对锁环和轮毂的切割面H进行精车，对轮毂上的连接螺牙孔进行攻丝，即完成一体式铝轮毂与锁环的加工；锁环切割面平行度为0.0465mm，平面度最大处为0.084mm ;轮毂切割面平行度为0.045mm，平面度最大处为0.092mm ;锁环与轮毂的精度优于标准值。
[0015]本发明选用A356.2经熔炼成铝液、重力浇铸成一体式铝轮毂，经过热处理、数控车加工及本发明在立式数控机床对锁环与轮毂的切割工艺，来替代分体式铸造、加工的产品的一种新的轮毂制造工艺。从铸造到机加工简化了生产工艺，工艺方面有了明显的突破；从劳动力、设备装备、等方面节约了约40%成本，这样给产品带来巨大的竞争力。
【权利要求】
1.一种一体式铝轮毂与锁环的加工工艺，其特征是，包括以下工艺步骤: (O熔炼:将铝合金锭经熔炼得到铝液，铝液储存在保温室内；熔炼温度为720~740°C，时间为I~2小时，保温室温度为800~950°C ； (2)将铝液精炼除气后浇铸到加热后金属模具内，得到一体式毛坯；浇铸温度为700~720°C，时间为20~30秒，冷却方式为水雾冷或气冷，冷却温度为5~15°C，冷却时间为120~150秒；自然冷却后脱模，一体式毛坯从浇铸到脱模的总时间为250~320秒； (3)热处理:将一体式毛坯先在535~545°C固溶处理5.5~6.5小时，固溶处理后在30秒内放入60~90°C的水中淬水3~5分钟，再在125~140°C热处理时间2.5~4.5小时，使硬度达到HB60~80 ； (4)一次车加工:将热处理后的一体式毛坯用三抓轮毂卡盘夹紧，端跳< 0.1mm，轴跳(0.03mm，压紧力为18~30kg/cm ;在机床上车加工内轮辋、外轮辋和中心孔； (5)将一次车加工后的一体式毛坯用工装固定，以中心孔及法兰平面为基准，工装精度:平面度≤0.05mm，芯轴的跳动≤0.03mm，压紧力18~30Kg/cm ;在一体式毛坯上钻气门孔、连接螺牙孔和P⑶孔； (6)二次车加工:将热处理后的一体式毛坯用三抓轮毂卡盘夹紧，端跳< 0.05mm，轴跳(0.03mm，压紧力为18~30kg/cm ;在机床上粗车、精车锁环和轮毂外表面，得到一体式轮毂锁环； (7)将二次车加工后的一体式轮毂锁环用工装固定，采用直径为100mm、厚度为3.2mm的切割片进行切割，具体切割过程如下:选取一体式轮毂锁环圆周方向上的一点为第一起始点，切割片由第一起始点处开始切割，切割片沿工装轴中心顺时针方向切割180°时退出，切割片再移动到第一起始点一侧的第二起始点，第二起始点与第一起始点之间保留支撑点，支撑点的大小为0.3~0.5cm2 ;切割片再由第二起始点沿工装轴中心逆时针方向切割 180。； (8)将锁环由支撑点处与轮毂分离，取下锁环，再松开工装取下轮毂； (9)对锁环和轮毂的切割面进行精车，对轮毂上的连接螺牙孔进行攻丝，即完成一体式铝轮毂与锁环的加工。
2.如权利要求1所述的一体式铝轮毂与锁环的加工工艺，其特征是:所述铝合金锭为A356.2铝合金锭。
【文档编号】B23P15/00GK103567724SQ201310552439
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2013年11月8日
【发明者】张卫中, 张海军 申请人:无锡锦绣轮毂有限公司