CN102343404A - 铝合金车轮的制造设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种铝合金车轮的制造设备，包括有：加热装置、旋压装置及冷却装置。加热装置用来加热铝合金车轮的铸造毛坯至一旋压温度。旋压装置用来对铸造毛坯的轮辋毛坯进行旋压成形，加热装置与旋压装置是通过一电控系统连接并控制。冷却装置设置于加热装置与旋压装置之间，用来冷却轮辐毛坯。冷却装置包括有：一个水槽及一个安装于水槽上的盛放槽，其中水槽用来收容冷却水；盛放槽具有一支架，用来承载加热后的铸造毛坯，铸造毛坯的轮辐毛坯直接接触所述支架，并且轮辐毛坯与支架一同浸润于水槽的冷却水中。由于本发明的冷却装置能够对轮辐毛坯进行冷却，所以轮辐毛坯不会在装夹过程中发生变形，从而提高旋压成形精度，提高产品良率。

Description

铝合金车轮的制造设备

【技术领域】

本发明是有关于一种铝合金车轮的制造设备，特别是有关于一种采用了冷却装置及旋压装置的制造设备。

【背景技术】

车轮是涉及汽车安全的零部件之一，可以分为钢质车轮和铝合金车轮，由于铝合金车轮与钢质车轮相比，铝合金车轮具有重量轻、强度大、制动平衡性能好、精度高、导热性好、汽车油耗低等许多优点，因此铝合金车轮具有广泛的使用前景。

铝合金车轮的制造技术主要有铸造和锻造等，广泛使用的铸造技术又分重力铸造、低压铸造、挤压铸造等，而低压铸造是目前的主流工艺。锻造技术则有旋压锻造、铸造锻造和半固态锻造等，锻造是制造高强度车轮的最先进工艺，同样规格的锻造产品性能要大大优于铸造产品，例如锻造产品的强度可提高18％以上，而其质量则能减轻15％，但是锻造设备和相应的模具价格昂贵，制造成本高。因此，低压铸造是较为折中的方式，制造过程是将铝和其他金属合金用高温熔化成液态，再注入模具内成型，这样既能达到高强度、轻量化的目的，又能控制制造成本。但是，低压铸造技术产品无法满足大尺寸、高负荷(大客车、载货车)以及高端产品市场的需求，尤其是国内企业在大尺寸车轮制造上与国外相比存在较大差距，而非铸造方式生产16英寸以上车轮在国内尚属空白。

目前，先进的成形技术是旋压工艺，由于旋压铝车轮不受尺寸制约、产品美观、性能良好、安全性高、节省材料等因素，而具有良好的发展前景。常见的铝合金车轮的制造设备包括有加热炉及旋压机，加热炉能够用来将车轮铸造毛坯(即粗毛坯)加热到旋压温度，而加热后的铸造毛坯是被直接安装到旋压机的旋压模上，并利用旋压机上的装夹装置夹紧铸造毛坯，然后才进行旋压成形。但是，据申请人了解，加热后的车轮铸造毛坯会超过250℃，此时车轮铸造毛坯变得比较软，当将该加热后的车轮铸造毛坯装夹到旋压机上进行旋压成形时，由于在装夹的过程中，旋压机上的装夹装置会产生一定的装夹力而造成车轮铸造毛坯发生变形，变形后的车轮铸造毛坯会使得装夹位置受力不均匀，车轮铸造毛坯不能够被正确定位，从而导致旋压后的车轮的轮辋厚度不均匀，而影响车轮成品的使用安全性，因此只能对成品报废。

可见，这种现有的铝合金车轮的制造设备仍存在一定缺陷，而有必要对其改进。

【发明内容】

本发明的主要目的在于提供一种铝合金车轮的制造设备，能够提高旋压变形精度，提高产品制造良率。

本发明的其它目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

为达到上述的目的或是其它目的，本发明采用如下技术方案：一种铝合金车轮的制造设备，至少包括有：一个加热装置、一个旋压装置及一个冷却装置。所述加热装置用来加热铝合金车轮的铸造毛坯至一旋压温度，所述铸造毛坯是由轮辋毛坯及轮辐毛坯组成。所述旋压装置用来对铸造毛坯的轮辋毛坯进行旋压成形，所述加热装置与所述旋压装置是通过一电控系统连接并且通过所述电控系统对这两个装置进行控制。所述冷却装置是设置于所述加热装置与所述旋压装置之间，用来冷却被所述加热装置加热后的铸造毛坯上的轮辐毛坯。所述冷却装置包括有：一个水槽及一个安装于水槽上的盛放槽，其中所述水槽用来收容冷却水；所述盛放槽具有一支架，用来承载被所述加热装置加热后的铸造毛坯，所述铸造毛坯上的轮辐毛坯直接接触所述支架，并且所述轮辐毛坯与所述支架一同浸润于所述水槽的冷却水中。

根据一实施例，上述冷却装置的盛放槽还具有一个驱动件，所述驱动件与所述支架相连接，用来控制所述支架在所述水槽中的高度，以及控制所述支架浸润于所述冷却水中的深度。

根据一实施例，上述旋压装置是一个旋压机，包括有装夹装置、旋压模、旋压金属轮及至少一组加热器，其中所述装夹装置用来将所述铸造毛坯的轮辐毛坯夹紧于旋压模上；旋压模是套置并压紧于所述轮辋毛坯的内壁；旋压金属轮是抵压于所述轮辋毛坯的外壁；加热器用来对轮辋毛坯进行加热，以保持在旋压的过程中轮辋毛坯的温度不会降低而仍能保持在旋压温度的范围内。

相较于现有技术，本发明铝合金车轮的制造设备在加热装置与旋压装置之间设置了一个冷却装置，该冷却装置能够对铸造毛坯进行局部冷却。当铸造毛坯的轮辐毛坯被装夹装置夹紧到旋压模上时，由于轮辐毛坯已被冷却装置冷却，所以轮辐毛坯不会在装夹过程中发生变形，从而能够提高后续的旋压成形精度，提高产品良率。

【附图说明】

图1是本发明一实施例的铝合金车轮的制造设备的方块图。

图2是本发明一实施例的铝合金车轮的铸造毛坯截面结构示意图。

图3是本发明一实施例的冷却装置的结构示意图，且图中还表示出将铸造毛坯放置于冷却装置中的情况。

图4是本发明一实施例的旋压机对铸造毛坯进行旋压成形的示意图。

【具体实施方式】

下列各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「内」、「外」等，仅是参考附加图式的方向。因此，本发明以下实施例中所提到的方向用语是用来说明本发明，而非用来限制本发明。

请参照图1所示的本发明一实施例的铝合金车轮的制造设备100的方块图，以及请参照图2所示的本发明一实施例的铝合金车轮的铸造毛坯9结构示意图。本实施例中铝合金车轮的铸造毛坯9是由轮辋毛坯90及轮辐毛坯92组成。本实施例中铝合金车轮的制造设备100包括有一个加热装置1、一个冷却装置2及一个旋压装置3，其中加热装置1用来加热铝合金车轮的整个铸造毛坯9至一旋压温度，冷却装置2用来冷却铸造毛坯9的轮辐毛坯92，旋压装置3用来对铸造毛坯9的轮辋毛坯90进行旋压成形。这三个装置的具体实施情况在下面会详细描述。

请参照图1所示，在铝合金车轮的制造设备100中的加热装置1与旋压装置3是通过一电控系统4连接并且通过电控系统4对这两个装置进行控制。冷却装置2是设置于加热装置1与旋压装置3之间，使得被加热装置1加热后的铸造毛坯9能够被快速转移至冷却装置2中以冷却其轮辐毛坯92，当轮辐毛坯92被冷却后，铸造毛坯9还能够快速被转移至旋压装置3上进行旋压成形。

在实施例中，加热装置1是一加热炉，铸造毛坯9需被加热的旋压温度是280℃至380℃之间，较佳地是加热至300℃至320℃之间，以利于后续的旋压成形。

在具体的实施例中，当旋压装置3对前一个铸造毛坯9结束旋压成形时而出现空位时，电控系统4会对加热装置1发送指令，加热装置1将会自动输送出一个已被加热至旋压温度的铸造毛坯9，此时利用机械手直接取走输送带上的铸造毛坯9，并将铸造毛坯9放置于冷却装置2中，以冷却铸造毛坯9上的轮辐毛坯92。另需说明的是，机械手将铸造毛坯9从输送带上抓取至冷却装置2中可以是采用人力控制，也可以通过一电脑控制系统来实现自动抓取。换句话说，任何一种抓取方式均不能限定本发明的权利范围。

请参照图3所示的本发明一实施例的冷却装置2的结构示意图，且图中还表示出铸造毛坯9放置于冷却装置2中的位置关系。冷却装置2包括有：一个水槽21及一个安装于水槽21上的盛放槽22。水槽21中收容有冷却水210。盛放槽22具有一个支架23及一个驱动件24，支架23安装于水槽21上，并浸润于冷却水210中，用来承载被加热装置1加热后的铸造毛坯9；驱动件24与支架23相连接，在本实施例中，驱动件24是一液压缸，可用来控制支架23在水槽21中的高度，以进一步控制支架23浸润于冷却水210中的深度。铸造毛坯9上的轮辐毛坯92是放置于并能够直接接触盛放槽22的支架23上，因此轮辐毛坯92与支架23是一同浸润于所述水槽21的冷却水210中。而只有铸造毛坯9上的轮辋毛坯90保持于冷却水210的水面上，而未被冷却。在本实施例中，冷却水210应该以恰好淹没轮辐毛坯92为佳。实际上，由于冷却水210在连续地用来冷却轮辐毛坯92时，其水温会上升而不能达到良好的冷却效果。因此，在本实施例中，冷却装置2还包括一个进水管25及一个出水口26，进水管25用来不断地向水槽21供应较低温度的冷却水210。出水口26是设置在水槽21的一定高度位置，与冷却水的水平面保持平齐，当进水管25不断输入较低温度的冷却水210时，位于水槽21内的冷却水210也会不断地自出水口26流出至水槽21的循环站27，以循环并更新水槽21内的冷却水210，通过这种方式可以保证水槽21内的冷却水210的水温不会上升，以实现对轮辐毛坯92的最佳冷却效果。

在本实施例中，待铸造毛坯9的轮辐毛坯92冷却10至20秒之后，利用机械手取出并将铸造毛坯9安装于旋压装置3上。同理，机械手从冷却装置2中抓取铸造毛坯9至旋压装置3上可以是采用人力控制，也可以是通过一电脑控制系统来自动抓取。在本实施例中，旋压装置3是一旋压机3，如图4所示，该旋压机3包括有装夹装置30、旋压模31、旋压金属轮32及至少一组加热器33。装夹装置30是一个夹具，该夹具连接至旋压机3的顶杆34上，轮辐毛坯92则被该夹具夹紧到旋压模31上，由于轮辐毛坯92已被冷却，所以在这一装夹过程中，轮辐毛坯92不会因装夹装置30的夹持而发生变形，从而提高了后续的旋压成形精度。旋压模31是连接至旋压机3的传动/控制系统35上，并且旋压模31套置并压紧于轮辋毛坯90的内壁。旋压金属轮32是抵压于轮辋毛坯90的外壁。加热器33用来对正处于旋压成形中的轮辋毛坯90进行加热，以保持在旋压的过程中轮辋毛坯90的温度不会降低而仍能保持在旋压温度的范围(例如300～320℃)内。以此方式进行旋压，可以得到一个铝合金车轮的粗制品7。最后，只需要对该粗制品7进行固溶及人工时效热处理，以及机加工等整理工序即可得到一个铝合金车轮的成品。

从以上详细描述可知，在本发明铝合金车轮的制造设备100在加热装置1与旋压装置3之间设置了一个冷却装置2，该冷却装置2能够对铸造毛坯9进行局部冷却。当铸造毛坯9的轮辐毛坯92被装夹装置30夹紧到旋压模31上时，由于轮辐毛坯92已被冷却装置2冷却，所以轮辐毛坯92不会在装夹过程中发生变形，从而能够提高后续的旋压成形精度，提高产品良率。

Claims (5)

1.一种铝合金车轮的制造设备，至少包括有：加热装置及旋压装置，其中所述加热装置用来加热铝合金车轮的铸造毛坯至一旋压温度，所述铸造毛坯是由轮辋毛坯及轮辐毛坯组成；所述旋压装置用来对铸造毛坯的轮辋毛坯进行旋压成形，所述加热装置与所述旋压装置是通过一个电控系统连接并且通过所述电控系统对这两个装置进行控制；其特征在于：所述铝合金车轮的制造设备还包括有一个冷却装置，所述冷却装置是设置于所述加热装置与所述旋压装置之间，用来冷却被所述加热装置加热后的铸造毛坯上的轮辐毛坯；所述冷却装置包括有：一个水槽及一个安装于水槽上的盛放槽，其中所述水槽用来收容冷却水；所述盛放槽具有一支架，用来承载被所述加热装置加热后的铸造毛坯，所述铸造毛坯上的轮辐毛坯直接接触所述支架，并且所述轮辐毛坯与所述支架一同浸润于所述水槽的冷却水中。

2.如权利要求1所述的铝合金车轮的制造设备，其特征在于：所述冷却装置的盛放槽还具有一个驱动件，所述驱动件与所述支架相连接，用来控制所述支架在所述水槽中的高度，以及控制所述支架浸润于所述冷却水中的深度。

3.如权利要求2所述的铝合金车轮的制造设备，其特征在于：所述驱动件是一液压缸。

4.如权利要求1所述的铝合金车轮的制造设备，其特征在于：所述旋压装置是一个旋压机，包括有装夹装置、旋压模、旋压金属轮及至少一组加热器，其中所述装夹装置用来将所述铸造毛坯的轮辐毛坯夹紧于旋压模上；旋压模是套置并压紧于所述轮辋毛坯的内壁；旋压金属轮是抵压于所述轮辋毛坯的外壁；加热器用来对轮辋毛坯进行加热，以保持在旋压的过程中轮辋毛坯的温度不会降低而仍能保持在旋压温度的范围内。

5.如权利要求1所述的铝合金车轮的制造设备，其特征在于：所述旋压温度是位于280至380℃之间。

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