一种铝合金车轮轮辋旋压成形模具的下模的制作方法

本实用新型涉及一种铝合金车轮轮辋旋压成形模具，具体为一种铝合金车轮轮辋旋压成形模具的下模。

背景技术：

随着我国制造业水平的不断提高，汽车轻量化技术设计已成为汽车工业节能、环保、舒适、安全方向发展的重要部分。车轮作为汽车的一个重要部件，关系着整车的安全性、舒适性、节能性、美观性和低噪声等重要性能，国内外汽车厂对于车轮的要求也越来越高。铝合金车轮因其质轻节能、吸振舒适、散热性好、美观等优点逐步成为轮毂的最佳选择。

目前国内铝合金车轮的制造方法主要为铸造法、锻造法和铸旋法。

铸造轮毂目前虽占据了很大一部分市场，但铸造工艺总会不可避免的出现一些铸造缺陷，如低压铸造铝合金轮毂通常会存在化学成分偏析的情况，因铸造工艺生产的车轮很难解决毛坯铸造缺陷率较高的问题，所以不能满足车轮市场大直径、高强度的需求。

锻造轮毂由于锻造工序多，成本高，目前锻造轮毂主要应用在高档轿车、特殊用途车、赛车上。

而铸旋法是目前最安全、经济适用的一种加工方法，能够有效降低铸造工艺难度，改善材料组织与性能，减少材料用量，满足车轮市场大直径、高强度、轻量化的发展趋势，因而在普通车、中高档轿车、特殊用途车及卡车上得到了广泛的应用。

由于铝合金车轮轮辋结构分布不均匀，截面差异明显，在旋压加工过程中因受到材料变形量、温度场、润滑等因素的影响，导致车轮轮辋微观组织和机械性能的不均匀分布，从而引起局部性能不足的问题，尤其是实际旋压加工过程中难以充分变形的轮辋内轮缘部位最为突出。

铸造旋压轮毂是经过低压铸造、热旋压和热处理等工序完成。现有工艺采用的旋压模具下模对应轮辋内轮缘成形部位的形面结构为开式大角度拐角结构，不利于内轮缘成形过程中材料的流动，使内轮缘处材料不能充分变形，使得成形的轮辋内轮缘部位的机械性能不足，从而限制了铸旋车轮的整体性能，也不利于车轮制造产业的技术升级。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种使铝合金车轮轮辋内轮缘部位材料可充分变形的旋压模具下模，从而使成形内轮缘部位的机械性能得到提高。

本实用新型提供的这种铝合金车轮轮辋旋压成形模具的下模，它对应轮辋内轮缘成形部位的剖面结构包括内凹的圆弧和水平平台，水平平台位于圆弧的下端外侧，使轮辋内轮缘旋压成形区域形成闭式圆弧流线结构。

上述技术方案的一种实施方式中，所述圆弧上端的对应高度大于下端的对应高度。

上述技术方案的一种实施方式中，所述圆弧和水平平台之间有圆弧过渡。

上述技术方案的一种实施方式中，所述水平平台对应的高度大于所述圆弧下端对应的高度。

本下模对应轮辋内轮缘旋压成形部位的剖面结构包括圆弧及圆弧下端外侧的水平平台，使轮辋内轮缘旋压成形区域为闭式圆弧流线结构。闭式圆弧流线结构可使内轮缘部位旋压成形时摩擦流动阻力减小，成形情况改善，消除成形死角，同时可使该部位材料流动时形成相应的三向压应力挤压区间，使材料与下模成形面完全贴合，优化变形均匀性，增加内轮缘处材料的总变形量，从而改善内轮缘部位的机械性能。还能减小成形后的机加工量。

附图说明

图1为现有技术的一种铝合金车轮轮辋旋压成形模具的下模结构示意图。

图2为图1中的a部放大示意图。

图3为图1所示模具对铝合金车轮轮辋进行旋压成形的示意图(未画剖面线)。

图4为图3中的b部放大示意图。

图5为本实用新型一个实施例的结构示意图。

图6为图5中的c部放大示意图。

图7为图5所示模具对铝合金车轮轮辋进行旋压成形的示意图(未画剖面线)。

图8为图7中的d部放大示意图。

具体实施方式

结合图1、图2可以看出，现有技术的这种旋压模具下模对应轮辋内轮缘成形部位的剖面结构为依次往下外侧顺延的曲线，即该部位开式大角度拐角结构。

从图3、图4可以看出，现有技术下模的开式大角度拐角结构使内轮缘处旋压成形过程中材料流动的摩擦阻力较大，不利于内轮缘部位材料的流动，有成形死角，且该部位材料无法与模具形面紧密贴合，所以内轮缘处材料变形不够，从而使得内轮缘部位的机械性能不足。

本实施例对图1所示下模进行改进，改进后的下模如图5所示。

结合图5、图6可以看出，本实施例对应轮辋内轮缘成形部位的剖面结构包括圆弧及圆弧下端外侧依次布置的圆弧过渡和水平平台。且圆弧上端的对应高度大于下端的对应高度，水平平台对应的高度大于圆弧下端对应的高度。即本改进下模该部位的剖面结构为闭式圆弧流线结构。

本实施例优选圆弧的半径为16mm，圆心角优选146°，圆弧上端与下端的对应高度高4.8mm。过渡圆弧的半径优选为5mm，圆心角为64°。水平平台比圆弧面下端对应高2.8mm。

从图7、图8可以看出，本下模内轮缘成形部位的剖面结构可使内轮缘处旋压成形过程中材料流动的摩擦阻力减小，成形情况改善，消除成形死角，同时可使该部位材料流动时形成相应的三向压应力挤压区间，使材料与下模该部位的成形面完全贴合，增加材料料塑性变形中位错增殖的比例，有利于组织流线的形成，增加材料的总变形量，从而明显改善内轮缘部位的机械性能。

图4为现有模具旋压成形后的内轮缘形状，图8为本实施例改进模具旋压成形后的内轮缘形状。很明显，图8所示内轮缘形状的变形更充分，所以其机械性能会优于图4所示内轮缘形状的机械性能。