一种铝合金轮毂的锻造模具及其锻造方法与流程

本发明涉及汽车轮毂加工技术领域，尤其涉及一种铝合金轮毂的锻造模具及其锻造方法。

背景技术

世界汽车工业正向着轻量、高速、安全、节能、舒适与环境污染轻的方向发展，因此铝合金零部件在汽车中的用量日益增多。轮毂作为汽车行驶系统中的重要的部件之一，对其生产质量也有较为严格的要求。在过去的十年，全球铝合金汽车轮毂产量的年平均增长率达7.6％。由此可见，随着汽车轻量化的需求日益扩大，铝合金轮毂在现代汽车制造中正逐步取代传统的钢制轮毂。

目前，市面上的铝合金轮毂的锻造一般分为整体锻造、以及旋压锻造两种工艺。其中整体锻造一般会有下料、棒料加热保温、粗锻、保温、精锻、扩口、扩边等步骤，并且使用的模具也较为简单，但是这样的锻造方式材料出品低，后续加工费时，成本居高不下。旋压锻造一般会有下料、棒料加热保温、粗锻、保温、精锻、旋模加热、旋压等步骤，这样的锻造方式虽然材料的出品率可以得到提高，但是由于工序相对复杂，并且还需要投入额外的旋压模具，导致成产成本增加。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种铝合金轮毂的锻造模具，本发明的目的之二在于提供一种铝合金轮毂的锻造方法，其能提高材料的出品率，并且减少生产成本。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种铝合金轮毂的锻造模具，包括：上模、下模、至少两个边模、顶出块、以及底板；所述边模与所述底板滑动连接，所述下模与所述底板固定连接，所述上模具有动力端、以及自由端，所述上模的自由端沿所述上模的运动方向开设有第一盲孔，所述下模与所述上模相对设置，且所述下模上开设有第二盲孔，所述第二盲孔与所述第一盲孔同轴设置，所述第二盲孔底部开设有第一通孔，所述顶出块一端位于所述第二盲孔内，所述顶出块第二端伸出所述第二盲孔，所述底板上开设有第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔同轴设置，所述边模适于与所述上模、顶出块、以及下模围成锻模型腔。

进一步地，所述底板上开设有滑槽，所述边模上设置有与所述滑槽滑动配合的滑块，所述滑块上连接有驱动所述滑块沿所述滑槽运动的动力机构。

进一步地，当所述边模与所述上模、顶出块、以及下模围成锻模型腔时，所述边模上设置有锁紧件，以将所述边模锁紧在一起。

进一步地，当所述边模与所述上模、顶出块、以及下模围成锻模型腔时，所述边模呈中心开孔的圆台状，且圆台直径较大的一端靠近所述下模，圆台直径较小的一端远离所述下模，所述锁紧件为锁紧环，所述锁紧环套设在所述边模上，且所述锁紧环适于从圆台直径较小的一端相直径较大的一端运动。

进一步地，所述第一通孔与所述第一盲孔同轴设置。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

一种铝合金轮毂的锻造方法，包括以下步骤：

(1)备料：将铝合金棒料切割成坯料；

(2)清洗：将切割好的坯料进行清洗，去除坯料表面的油污；

(3)加热保温：用35min的时长将清洗干净的坯料加热到410℃，并对加热到410℃的坯料保温5h；

(4)锻打：将铝合金轮毂的锻造模具安装在压力机上，将步骤(3)中保温5h后的坯料放置在顶出件上，开动压力机，让坯料在边模与上模、顶出块、以及下模围成的锻模型腔内锻打成型至成品轮毂所需的尺寸；

(5)脱模：通过压力机将上模、以及边模从锻压成型后的轮毂上移开，然后用杆状件穿过第二通孔、以及第一通孔将顶出块从第二盲孔中顶出，以使锻压成型后的轮毂与下模脱离。

进一步地，在步骤(1)中，铝合金棒料的直径为310mm。

进一步地，在步骤(1)之后、以及在步骤(2)之前，对坯料进行均匀化处理。

进一步地，在步骤(4)、以及步骤(5)中压力机为8000吨的压力机。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：在进行铝合金轮毂锻造时，可以将铝合金棒料切割成坯料，然后对坯料进行清洗以去除坯料表面的油污，以避免油污对最后锻造出来的轮毂质量造成影响，而在锻打之前对坯料进行加热保温，是为了使得坯料的金属特性增强，保证其在锻打时不会出现裂纹的现象，在实际锻打时只需要将坯料放置在顶出块上，然后开动压力机，在压力机的带动下，上模将朝向下模运动，边模将向下模的中心围拢，最后直接将坯料在边模、上模、顶出块、以及下模围成的段模型腔内段打成型至成品轮毂所需的尺寸，通过这样的方式直接锻打出来的轮毂，成品率相较于整体锻造的方式得到了提高，因为无需再像整体锻造一样进行精锻、扩口、扩边等步骤了，并且也无需再对上述方式直接锻打出来的轮毂进行旋压了，即节省了旋压模具，节省了生产成本。另外，在本发明的铝合金轮毂的锻造模具中，底板上开设有第二通孔，第二盲孔底部开设有第一通孔，这样一来，在锻打完成后，便可以通过杆状件穿过第二通孔、以及第一通孔将顶出块从盲孔中顶出，以使锻压成型后的轮毂与下模脱离，脱模非常方便。

附图说明

图1为本发明铝合金轮毂的锻造模具开模的示意图；

图2为本发明铝合金轮毂的锻造模具合模的示意图；

图3为本发明铝合金轮毂的锻造方法的流程图。

图中：1、上模；11、动力端；12、第一盲孔；2、下模；21、第二盲孔；22、第一通孔；3、边模；4、顶出块；5、底板；51、第二通孔；6、动力机构；7、锁紧环；8、轮毂。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1-2所示，示出了本发明提供的铝合金轮毂的锻造模具，其至少包括：上模1、下模2、至少两个边模3、顶出块4、以及底板5；边模3与底板5滑动连接，下模2与底板5固定连接，上模1具有动力端11、以及自由端，上模1的自由端沿上模1的运动方向开设有第一盲孔12，下模2与上模1相对设置，且下模2上开设有第二盲孔21，第二盲孔21与第一盲孔12同轴设置，第二盲孔21底部开设有第一通孔22，顶出块4一端位于第二盲孔21内，顶出块4第二端伸出第二盲孔21，底板5上开设有第二通孔51，第二通孔51与第一通孔22同轴设置，边模3适于与上模1、顶出块4、以及下模2围成锻模型腔。其中，上模1具有动力端11、以及自由端，可以理解为上模1为动模，且上模1的动力端11一般安装在压力机上。

在实际进行铝合金轮毂的锻造时，只需将坯料放置在顶出块4上，然后开动压力机，在压力机的带动下，上模1将朝向下模2运动，边模3将向下模2的中心围拢，最后直接将坯料在边模3、上模1、顶出块4、以及下模2围成的锻模型腔内段打成型至成品轮毂8所需的尺寸，通过这样的方式，一次性将所需要的轮毂8直接锻打出来，成品率相较于整体锻造的方式得到了提高，因为无需再像整体锻造一样进行精锻、扩口、扩边等步骤了，并且也无需再对采用本发明的铝合金的模具锻造出来的轮毂8进行旋压了，从而也节省了旋压模具，即节省了生产成本。另外，在本发明的铝合金轮毂的锻造模具中，底板5上开设有第二通孔51、第二盲孔21底部开设有第一通孔22，这样一来，在锻打完成后，便可以通过杆状件穿过第二通孔51、以及第一通孔22将顶出块4的盲孔中顶出，以使锻压成型后的轮毂8与下模2脱离，这样的脱模方式非常方便。需要说明的是，利用顶出块4不仅可以将坯料锻打成需要的轮毂8的形状，同时在脱模时也能避免轮毂8与顶出件直接接触，起到了保护轮毂8的作用。

作为优选地实施方式，底板5上开设有滑槽，边模3上设置有与滑槽滑动配合的滑块，滑块上连接有驱动滑块沿滑槽运动的动力机构6。即边模3与底板5的滑动配合关系具体是通过在地板上开设滑槽实现的，这样一来可以保证边模3在滑动时位置不会偏离，其只能沿着滑槽这一既定的路线运动，保证了合模的可靠性。具体地，动力机构6可以选用液压传动拉环。

优选地，当边模3与上模1、顶出块4、以及下模2围成锻模型腔时，边模3上设置有锁紧件，以将边模3锁紧在一起。通过设置锁紧件，可以让边模3更加牢靠，不会轻易的松动，保证轮毂8的锻造质量。具体地，当边模3与上模1、顶出块4、以及下模2围成锻模型腔时，边模3呈中心开孔的圆台状，且圆台直径较大的一端靠近下模2，圆台直径较小的一端远离下模2，锁紧件为锁紧环7，锁紧环7套设在边模3上，且锁紧环7适于从圆台直径较小的一端相直径较大的一端运动。当锁紧环7从圆台直径较小的一端相直径较大的一端运动时，由于直径的变化，锁紧环7将与边模3之间的力将原来越大，即边模3会被锁的越来越牢靠。

优选地，第一通孔22与第一盲孔12同轴设置。这样一来在用杆状件闯过第二通孔51、以及第一通孔22时，杆状件会与顶出件的中心部位接触，这样一来顶出件就能相对平稳的被顶出第二盲孔21，使得脱模的时候更加方便。

如图3所示，示出了本发明铝合金轮毂锻造方法的流程图，其至少包括备料、清洗、加热保温、锻打、以及脱模五个步骤。其中备料即是将铝合金棒料切割成坯料；清洗即是将切割好的坯料进行清洗，去除坯料表面的油污；加热保温即是用35min的时长将清洗干净的坯料加热到410℃，并对加热到410℃的坯料保温5h；锻打即是将铝合金轮毂的锻造模具安装在压力机上，将加热保温步骤中保温5h后的坯料放置在顶出件上，开动压力机，让坯料在边模3与上模1、顶出块4、以及下模2围成的锻模型腔内锻打成型至成品轮毂8所需的尺寸；脱模即是通过压力机将上模1、以及边模3从锻压成型后的轮毂8上移开，然后用杆状件穿过第二通孔51、以及第一通孔22将顶出块4从第二盲孔21中顶出，以使锻压成型后的轮毂8与下模2脱离。

优选地，在备料的步骤中将铝合金棒料的直径选为310mm，且在锻打和脱模步骤选用的压力机的压力为8000吨。

优选地，在备料步骤和清洗步骤之间，对坯料进行均匀化处理，这样可以使铝合金内部的结晶组织得到改善，铸造应力得以消除，偏析减少，提升轮毂8的锻造质量。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。