铝镁合金轮毂成型工艺及设备的制造方法
【专利摘要】本发明涉及铝、镁合金挤压成形技术，具体涉及一种铝镁合金轮毂成型工艺及设备。包括以下步骤：（1）将铝镁合金坯料进行预处理，预处理包括取料、金相检查和加热；（2）对已预处理好的坯料放入成型模具腔内；主液压缸推动移动板沿导向柱方向向下移动,套筒在再移动板的推动下把凹模锁紧，冲头模芯在液压力作用下，挤压坯料；（3）第一液压缸推动移动板向下移动，翻边模在移动板的推动下将步骤（2）中挤压成型的坯料进行挤压翻边；（4）启动顶出机构，使预成型轮毂毛坯脱离成型模具腔。模具工装结构简单，结构简单，开模脱模快，模具牢固、可靠，成型模具更换十分方便；而且成型尺寸精确，加工余量少，适合大批量生产，扩口翻边成品率高。
【专利说明】
铝镆合金轮毂成型工艺及设备
技术领域
[0001] 本发明涉及铝、镁合金挤压成形技术，具体涉及一种铝镁合金轮毂成型工艺及设 备。
【背景技术】
[0002] 随着全球汽车工业突飞猛进的发展，汽车轻量化已经提上日程。为了减轻汽车自 身重量，提高节油效率，降低排气污染，确保汽车安全，使其使用性能更加优良。轻质结构材 料(如铝、镁合金等)在汽车上显示出巨大的优越性，尤其镁合金，不仅质量轻，比强度高，而 且阻尼性能好，是用于制造如汽车轮毂等的良好减振材料。
[0003] 国外已采用镁合金制造汽车轮毂。其工艺有低压铸造法、重力浇注法、以及模锻旋 压法等。前两种工艺对制成的车轮分子晶粒粗大，缩松缩孔多，报废率高；后一种模锻、滚 压、旋压工艺，在品质上有很大突破，制作的轮毂强度，韧性度有极大提高，但制造成本高， 其工序多，模具多，而且设备要求高，生产的镁合金车轮价格高昂，只能用于赛车和高档轿 车，很难进入普通汽车中应用。而国内目前较少有厂家生产镁合金轮毂，工艺技术上采用的 仍是低压制造法和重力浇铸法。
[0004] 中国专利申请101491873公开了 一种汽车轮毂的两步塑性成型方法及其配套成型 模具，该专利公开第一步:将坯料放入挤压成型模具中采用挤压方式先成型出轮幅部分并 同时成型出轮辋的前、后轮缘部分;第二步:将预成型件放入扩口模具中将轮辋前、后轮缘 部分一次扩口成型。该成型方法的扩口和翻边工艺可以成型条幅在圆筒内中间部分的产 品。如摩托车轮毂，但汽车轮毂的条幅在上端面与周圆边缘连结在一起。第二步对前轮辋扩 口翻边造成强拉条幅，易胀裂破损，难以成型。该发明预成型轮辋部分为直线桶状。挤压成 型后，直线圆筒状铝、镁合金毛坯热胀后冷缩，紧紧包住直筒型模芯，在脱模过程中，由于缺 乏脱模斜度。（铝、镁合金脱模斜度一般在3°以上)顶出困难，使毛坯顶裂变形。同时采用沿 导滑槽模具来扩口、翻边成型，由于扩口翻边(从小口扩为大口）变形系数较大，容易开裂， 成型困难，成品率低。
[0005] 中国专利申请号为200920310140.3镁合金汽车轮毂精密成型装置，采用预成型凸 模和成型凸模结合在一起对轮毂条幅一次成型，无需后续再冲挤加工;在实际生产过程中， 轮毂的扩口翻边难以成型，成品率低。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种开模脱模快，结构简单，模具制造容易、成品率高的铝镁 合金轮毂成型工艺及设备，解决了现有技术中多步骤、多模具、反复机加工、扩口翻边成品 率低的问题。
[0007] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:铝镁合金轮毂成型工艺，包括以下步 骤：（1)将铝镁合金坯料进行预处理，预处理包括取料、金相检查和加热；（2)对已预处理好 的坯料放入成型模具腔内；主液压缸推动移动板沿导向柱方向向下移动，套筒在再移动板 的推动下把凹模锁紧，冲头模芯在液压力作用下，挤压坯料；（3)第一液压缸推动移动板向 下移动，翻边模在移动板的推动下将步骤(2)中挤压成型的坯料进行挤压翻边；（4)启动顶 出机构，使预成型轮毂毛坯脱离成型模具腔。
[0008] 所述步骤(1)中的加热温度为330~440°C。
[0009]所述步骤(2)中的模具及冲头模芯进行预加热，加热温度为330~440°C。
[0010] 所述步骤(3)中首先将移动板向上移动，再将抽芯滑块移出，然后将第一液压缸推 动移动板向下移动，翻边模在移动板的推动下将步骤(2)中挤压成型的坯料进行挤压翻边。
[0011] 铝镁合金轮毂成型设备，包括安装在固定板上的主液压缸，主液压缸的活塞与冲 头模芯连接，固定板两端固定在导向柱上，导向柱上安装有移动板，移动板下方设置有套 筒，所述移动板与副液压缸的活塞连接，移动板下方设置有翻边模，翻边模位于套筒内，移 动板下方设置有成型模具，成型模具安装在基座上。
[0012] 所述翻边模与翻边模固定板连接，翻边模固定板与移动板连接，移动板下方固定 有模框，模框与套筒通过螺栓固定，模框与套筒之间设置有抽芯油缸，抽芯油缸连接抽芯滑 块，抽芯滑块位于翻边模固定板下方。
[0013] 所述翻边模与翻边模固定板连接，翻边模固定板与与第一液压缸的活塞杆连接。
[0014] 所述成型模具包括位于外周的可分离的凹模和安装在基座上可拆卸的底模，凹模 与脱模机构可拆卸连接，凹模底部设置有滑块，基座上设置有与滑块相配合的导滑槽。
[0015] 所述脱模机构包括与凹模连接的拉杆，拉杆与挡板连接，挡板与第二液压缸连接。
[0016] 所述冲头模芯和成型模具中设置有加热管。
[0017] 本发明的有益效果是:简化了工序和工艺过程，减少了模具工装和设备，降低了生 产成本;模具工装结构简单，具有液压机负荷小，结构简单，开模脱模快，模具制造容易、牢 固、可靠，成型模具更换十分方便;模具体积小，节省了大量模具投入;而且成型尺寸精确， 加工余量少，适合大批量生产，扩口翻边成品率高。
【附图说明】
[0018] 图1是本发明的结构示意图I。
[0019] 图2是本发明的结构示意图鐘。
[0020] 图3是图2中A处的放大结构示意图。
[0021] 图4是凹模的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022] 实施例1:铝镁合金轮毂成型工艺，包括以下步骤：（1)将铝镁合金坯料进行预处 理，预处理包括取料、金相检查和加热，加热温度为330~440°C; (2)将模具及冲头模芯进行 预加热，加热温度为330~440°C，对已预处理好的坯料放入成型模具腔内；主液压缸推动移 动板沿导向柱方向向下移动，套筒在再移动板的推动下把凹模锁紧，冲头模芯在液压力作 用下，挤压坯料；（3)第一液压缸推动移动板向下移动，翻边模在移动板的推动下将步骤(2) 中挤压成型的坯料进行挤压翻边;（4)启动顶出机构，使预成型轮毂毛坯脱离成型模具腔。
[0023] 如图1、图4所示，铝镁合金轮毂成型设备，包括安装在固定板11上的主液压缸10， 主液压缸10的活塞与冲头模芯8连接，固定板11两端固定在导向柱1上，导向柱1上安装有移 动板6，移动板6下方设置有套筒2，移动板6与副液压缸7的活塞连接，移动板6下方设置有翻 边模3，翻边模3位于套筒2内，翻边模3与翻边模固定板5连接，翻边模固定板5与第一液压缸 20的活塞杆连接，移动板6下方设置有成型模具，成型模具安装在基座12上，成型模具包括 位于外周的可分离的凹模9和安装在基座12上可拆卸的底模4,底模4下方设置有顶出液压 缸21，凹模9与脱模机构可拆卸连接，凹模9底部设置有滑块15，基座12上设置有与滑块15相 配合的导滑槽，脱模机构包括与凹模连接的拉杆13,拉杆13与挡板16连接，挡板16与第二液 压缸14连接，冲头模芯8和成型模具中设置有加热管。
[0024] 实施例2:铝镁合金轮毂成型工艺，包括以下步骤：（1)将铝镁合金坯料进行预处 理，预处理包括取料、金相检查和加热，加热温度为330~440°C; (2)将模具及冲头模芯进行 预加热，加热温度为330~440°C，对已预处理好的坯料放入成型模具腔内；主液压缸推动移 动板沿导向柱方向向下移动，套筒在再移动板的推动下把凹模锁紧，冲头模芯在液压力作 用下，挤压坯料；（3)将移动板向上移动，再将抽芯滑块移出，第一液压缸推动移动板向下移 动，翻边模在移动板的推动下将步骤(2)中挤压成型的坯料进行挤压翻边；（4)启动顶出机 构，使预成型轮毂毛坯脱离成型模具腔。
[0025] 如图2、图3、图4所示，铝镁合金轮毂成型设备，包括安装在固定板11上的主液压缸 10,主液压缸10的活塞与冲头模芯8连接，固定板11两端固定在导向柱1上，导向柱1上安装 有移动板6，移动板6下方设置有套筒2，移动板6与副液压缸7的活塞连接，移动板6下方固定 有模框22,模框22与套筒2通过螺栓固定，模框22与套筒2之间设置有抽芯油缸23,抽芯油缸 23连接抽芯滑块17,抽芯滑块17位于翻边模固定板5下方，翻边模固定板5与翻边模3连接， 翻边模3位于套筒2内，移动板6下方设置有成型模具，成型模具安装在基座12上，成型模具 包括位于外周的可分离的凹模9和安装在基座12上可拆卸的底模4,底模4下方设置有顶出 液压缸21，凹模9与脱模机构可拆卸连接，凹模9底部设置有滑块15，基座12上设置有与滑块 15相配合的导滑槽，脱模机构包括与凹模9连接的拉杆13,拉杆13与挡板16连接，挡板16与 第二液压缸14连接，冲头模芯8和成型模具中设置有加热管。
[0026] 本发明简化了工序和工艺过程，减少了模具工装和设备，降低了生产成本;模具工 装结构简单，直接成形出轮毂中心孔，省去后续冲孔或机加工序，解决镁合金轮毂精密成形 时成形力大、脱模困难和轮缘难以充满等问题。具有液压机负荷小，结构简单，开模脱模快， 模具制造容易、牢固、可靠，成型模具更换十分方便;模具体积小，节省了大量模具投入;而 且成型尺寸精确，加工余量少，适合大批量生产，扩口翻边成品率高。
【主权项】
1. 铝镁合金轮毂成型工艺，其特征在于包括以下步骤：（1)将铝镁合金坯料进行预处 理，预处理包括取料、金相检查和加热；（2)对已预处理好的坯料放入成型模具腔内；主液压 缸推动移动板沿导向柱方向向下移动，套筒在再移动板的推动下把凹模锁紧，冲头模芯在 液压力作用下，挤压坯料；（3)第一液压缸推动移动板向下移动，翻边模在移动板的推动下 将步骤(2)中挤压成型的坯料进行挤压翻边；（4)启动顶出机构，使预成型轮毂毛坯脱离成 型模具腔。2. 根据权利要求1所述的铝镁合金轮毂成型工艺，其特征在于:所述步骤（1)中的加热 温度为330~440 °C。3. 根据权利要求1所述的铝镁合金轮毂成型工艺，其特征在于:所述步骤(2)中的模具 及冲头模芯进行预加热，加热温度为330~440 °C。4. 根据权利要求1所述的铝镁合金轮毂成型工艺，其特征在于:所述步骤(3)中首先将 移动板向上移动，再将抽芯滑块移出，然后将第一液压缸推动移动板向下移动，翻边模在移 动板的推动下将步骤(2)中挤压成型的坯料进行挤压翻边。5. 铝镁合金轮毂成型设备，包括安装在固定板上的主液压缸，主液压缸的活塞与冲头 模芯连接，固定板两端固定在导向柱上，导向柱上安装有移动板，移动板下方设置有套筒， 其特征在于:所述移动板与副液压缸的活塞连接，移动板下方设置有翻边模，翻边模位于套 筒内，移动板下方设置有成型模具，成型模具安装在基座上。6. 根据权利要求5所述的铝镁合金轮毂成型设备，其特征在于:所述翻边模与翻边模固 定板连接，翻边模固定板与移动板连接，移动板下方固定有模框，模框与套筒通过螺栓固 定，模框与套筒之间设置有抽芯油缸，抽芯油缸连接抽芯滑块，抽芯滑块位于翻边模固定板 下方。7. 根据权利要求5所述的铝镁合金轮毂成型设备，其特征在于:所述翻边模与翻边模固 定板连接，翻边模固定板与与第一液压缸的活塞杆连接。8. 根据权利要求5所述的铝镁合金轮毂成型设备，其特征在于:所述成型模具包括位于 外周的可分离的凹模和安装在基座上可拆卸的底模，凹模与脱模机构可拆卸连接，凹模底 部设置有滑块，基座上设置有与滑块相配合的导滑槽。9. 根据权利要求8所述的铝镁合金轮毂成型设备，其特征在于:所述脱模机构包括与凹 模连接的拉杆，拉杆与挡板连接，挡板与第二液压缸连接。10. 根据权利要求5所述的铝镁合金轮毂成型设备，其特征在于:所述冲头模芯和成型 模具中设置有加热管。
【文档编号】B21D53/26GK106077257SQ201610531074
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月7日
【发明人】郝鑫颖
【申请人】郝鑫颖