高强度轻量化铝合金轮毂的旋压工艺的制作方法

本发明属于轮毂成型技术领域，特指一种高强度轻量化铝合金轮毂的旋压工艺。

背景技术：

汽车铝合金轮毂的成型工艺主要有：重力铸造、低压铸造和锻造工艺。铸造工艺分为两种：重力铸造和低压铸造。目前国内外应用较为普遍的是低压铸造和金属型重力铸造。

但是采用铸造工艺的轮毂重量较重，强度低，力学性能差，釆用锻造技术生产的铝合金轮毂成本最高，技术复杂，锻造工艺的成本极高，只能用于高端市场，短时间内是不可能进行普及的。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高强度轻量化铝合金轮毂的旋压工艺，在铸造的基础上对轮辋部分进行旋转冲压，改变了轮辋部位金属的内部结构，分子呈更高密度的纤维状排列，相比普通铸造有更高的力学性能表现，表现为强度更高、韧性更高。

本发明的目的是这样实现的：一种高强度轻量化铝合金轮毂的旋压工艺，

包括如下步骤：

①将重力铸造而成的带有轮辐的旋压坯先进行X光探伤，合格的旋压坯送入加热房内进行加热；

②将加热后的旋压坯通过机械臂套装在旋压机的主轴带动转动的夹具及内旋压膜上；

③旋压机带动旋压坯高速转动，并在旋压坯外表面附近设置喷火装置，对旋压坯外表面进行加热保温；

④设置液压驱动的旋压辊的径向及轴向的进程参数，旋压辊施加压力到旋压坯轮辋外表面的初始旋压部位；旋压辊在旋压坯外周至少圆周间隔分布有两个，首个旋压辊先按照进程参数旋压，轮辋部位按设定路径被压缩和伸展；待首个旋压辊沿路径行走设定距离后，第二个旋压辊再压紧轮辋初始旋压部位，跟在首个旋压辊后面同步行进，再次压缩和伸展轮辋部位；若有三个以上的旋压辊，依次跟在上一个旋压辊后面动作，通过旋压辊的旋压逐渐降低旋压坯轮辋部位的厚度；

⑤首个旋压辊走完一个行程后，离开旋压坯轮辋表面，并回退至初始位置，进行二次旋压或者预备加工下个旋压坯；第二个旋压辊以及之后的旋压辊重复首个旋压辊的动作，直至轮辋成型；

⑥用机械臂将成型的轮毂从旋压机上取下，进行冷却处理及其轮辋厚度检测；

⑦对合格的轮毂进行精加工或/和喷漆。

优选的，所述旋压辊与轮辋表面形成一倾斜锐角。

优选的，所述倾斜锐角在20°-30°。

优选的，旋压辊每次压缩轮辋的厚度≤10mm。

优选的，加热房内对旋压坯的加热温度为300℃-350℃。

优选的，所述旋压坯的原材料为ZL101A铝合金或者A356.2铝合金。

优选的，所述喷火装置按轮毂的轴向在轮毂的一侧或两侧排列有两套以上。

本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：

1、轮辋厚度最薄、重量最轻、油耗最低；

2、轮辋抗拉强度及延伸率提升10％以上；

3、轮辋缩孔缩松X光探伤等级达到1级标准；

4、泄气率0.3％以内，远高于行业标准；

5、在旋压坯外表面附近设置喷火装置，使工件处于高温热旋压状态，旋压阻力小，轮辋更易成型；且将喷火装置轴向设置两套以上，应对轮辋延伸部位的加热保温；

6、旋压辊设置多个，降低了旋压辊的往复次数，提供生产效率，降低喷火装置的喷火保温时间；

7、旋压辊与轮辋表面形成一倾斜锐角，旋压辊的压力分成水平分力和垂直轮辋表面的分力，水平分力推动轮辋延伸，垂直分力让轮辋组织更紧密，结构强度高。

附图说明

图1是本发明旋压坯在旋压模具上的安装图；

图2是本发明旋压辊的加工示意图；

图3是本发明旋压辊在旋压坯周向的分布图。

附图标记：1、旋压内模；2、轮辋；2a、轮辋成型结构；2b、轮辋毛坯；3、外模压盖；4、旋压辊；5、喷火装置；6、液压缸；7、轴向滑轨。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1—3：

一种高强度轻量化铝合金轮毂的旋压工艺，包括如下步骤：

①将重力铸造而成的带有轮辐的旋压坯先进行X光探伤，合格的旋压坯送入加热房内进行加热；

②将加热后的旋压坯通过机械臂套装在旋压机的主轴带动转动的夹具及内旋压膜上；

③旋压机带动旋压坯高速转动，并在旋压坯外表面附近设置喷火装置5(如燃气喷火枪)，对旋压坯外表面进行加热保温；

④设置液压驱动的旋压辊4的径向及轴向的进程参数，旋压辊4施加压力到旋压坯轮辋外表面的初始旋压部位；如图3所示，旋压辊4在旋压坯外周至少圆周间隔分布有两个，首个旋压辊4先按照进程参数旋压，轮辋部位按设定路径被压缩和伸展；待首个旋压辊4沿路径行走设定距离后，第二个旋压辊4再压紧轮辋初始旋压部位，跟在首个旋压辊4后面同步行进，再次压缩和伸展轮辋部位；若有三个以上的旋压辊4，依次跟在上一个旋压辊4后面动作，通过旋压辊4的旋压逐渐降低旋压坯轮辋部位的厚度；

⑤首个旋压辊4走完一个行程后，离开旋压坯轮辋表面，并回退至初始位置，进行二次旋压或者预备加工下个旋压坯；第二个旋压辊4以及之后的旋压辊4重复首个旋压辊4的动作，直至轮辋成型；

⑥用机械臂将成型的轮毂从旋压机上取下，进行冷却处理及其轮辋厚度检测；

⑦对合格的轮毂进行精加工或/和喷漆。

如图2所示，旋压辊4与轮辋表面形成一倾斜锐角，倾斜锐角在20°-30°。

其中，旋压辊4每次压缩轮辋的厚度≤10mm。

其中，旋压前旋压坯热处理的温度在300℃-350℃。

其中，旋压坯的原材料为ZL101A铝合金或者A356.2铝合金。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。