CN108555214A - 一种铝合金轮毂模具设计方法 - Google Patents

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姚彦军
武洋斌
秦卫东
李增乐
郭敏鸽
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J13/00—Details of machines for forging, pressing, or hammering
    • B21J13/02—Dies or mountings therefor

Abstract

本发明属于材料加工技术领域，涉及一种铝合金轮毂模具设计方法。本发明铝合金轮毂模具设计方法，将模具凸模型腔对应铝合金轮毂过渡部位处进行缓冲设计，减小弯度，同时，提高模具凸模型腔对应铝合金轮毂连皮部位的高度，使得连皮部分由锻件的四分之一处改为距离底部二分之一处。本发明通过将现有的凹凸模进行优化，使模锻件的流线合理分布，即在锻件工作时，所受的压力保持与流线方向垂直，拉力顺着流线方向，保证其组织的均匀性以及力学性能的良好。

Description

一种铝合金轮毂模具设计方法
技术领域：
本发明属于材料加工技术领域，涉及一种铝合金轮毂模具设计方法。
背景技术：
随着我国航空事业的高速发展，对于航空锻件产品的需求与日俱增。机轮轮毂一般采用铝合金做成，铝合金轮毂作为飞机起落架上的重要承力结构件，长期处于较大摩擦、高强度以及高负荷的服役条件下，使得轮缘根部，毂部转接及固定轮缘根部等处极易产生疲劳裂纹。
现有模具可以提高轮缘根部以及固定轮缘力学性能，然而，对于毂部转接处的改善并没有起到明显的作用，且现有技术模具设计方法难以有效改善铝合金轮毂金属流线的分布状态，无法满足产品质量要求。
发明内容
本发明的目的是：提供一种能够有效改善金属流线的分布状态，提高锻件质量并改善力学性能的铝合金轮毂模具设计方法。
本发明技术方案：一种铝合金轮毂模具设计方法，将模具凸模型腔对应铝合金轮毂过渡部位处进行缓冲设计，减小弯度，同时，提高模具凸模型腔对应铝合金轮毂连皮部位的高度，使得连皮部分由锻件的四分之一处改为距离底部二分之一处。
所述连皮部位的抬高通过补焊模具或机械加工实现。
所述连皮部分沿流向宽度一致。
所述铝合金轮毂转接处取拉伸试样，并进行拉伸测试，其中，转接处为连皮部位的延伸。
本发明技术效果：在铝合金锻件的制备过程中，本发明通过将现有的凹凸模进行优化，使模锻件的流线合理分布，即在锻件工作时，所受的压力保持与流线方向垂直，拉力顺着流线方向，保证其组织的均匀性以及力学性能的良好。
附图说明：
图1是现有技术与本发明中铝轮毂锻件对比图；
图2是现有技术与本发明中模具对比图；
图3是本发明中拉伸试验取样处；
图4是现有技术与本发明中拉伸性能对比图；
图5铝轮毂锻件流线图示意图，其中，(a)利用现有模具(b)利用本发明中模具。
具体实施方案：
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
在铝合金锻件的制备过程中，为保证其组织的均匀性以及力学性能的良好，必须使模锻件的流线合理分布，即在锻件工作时，所受的压力保持与流线方向垂直，拉力顺着流线方向。本发明通过将现有的凹凸模进行优化，从而优化金属材料的流线，提高锻件力学性能。
本发明首先将现有的模具凸模型腔对应铝合金轮毂通过机加进行下落，降低高度，减少弯度，从而进行缓冲设计。同时，凹模冲头部分利用补焊焊条进行堆焊和机加，太高连皮部位高度，使得连皮部分由锻件的二分之一处改为距离底部四分之一处，通过改善连皮部分的位置，并保持连皮部分的宽度不变，从而使得流线方向得到改善。
其次，在毂部转接处取拉伸试样，转接处位于连皮部位流向延伸部位，并进行拉伸测试，将当前轮毂拉应力与本发明中轮毂拉应力进行对比，改变流线方向前后拉应力的变化。
最后，在既定的参数下，利用Deform软件对于当前锻件成型过程与本发明锻件成形过程进行比对，改变连皮后使得流线得到了优化，提高了锻件的拉伸性能。
实施例中，参照图1，投影面积为0.1m2，垂直尺寸达到0.1m的某铝合金轮毂类锻件的制备过程中，为保证其组织的均匀性以及力学性能的良好，需改善当前模具的结构，使模锻件的流线合理分布，从而达到提高锻件力学性能目的。
如图2所示，首先将现有的模具凸模型腔B部分通过机加进行下落，减少弯度，凹模冲头A部分利用模具钢焊条进行堆焊，填补模具原空腔处缺失的金属，然后对填补后多余的金属及原空腔上部的多余金属进行机加，加工出足够的空腔，并使得锻件连皮部分的宽度不变，同时实现对连皮部分位置的抬高，使得连皮部分由锻件的二分之一处改为距离底部四分之一处，从而使得流线方向得到改善，锻件图如图1所示。
其次，在毂部转接处通过切取拉伸试样，如图3，根据相关标准，制备拉伸试样，进行拉伸测试，将发明前后延伸率进行对比。如图4所示，利用优化前后四组延伸率数据进行对比，发现，延伸率得到了显著的提高均达到了标准值9％，这主要是由于流线的改变有利于提高材料的拉伸性能。
最后，在既定的参数下，利用Deform软件对于当前与本发明中锻件成形过程进行比对，由图5可知，优化前流线分布如图(a)所示，当改变连皮后使得流线分布得到了优化(图5b)，即锻件在工作条件下，所受的压力保持与流线方向垂直，拉力顺着流线方向，从而有效提高锻件力学性能。

Claims (4)

1.一种铝合金轮毂模具设计方法，其特征在于，将模具凸模型腔对应铝合金轮毂过渡部位处进行缓冲设计，减小弯度，同时，提高模具凸模型腔对应铝合金轮毂连皮部位的高度，使得连皮部分由锻件的四分之一处改为距离底部二分之一处。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金轮毂模具设计方法，其特征在于，所述连皮部位的抬高通过补焊模具或机械加工实现。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金轮毂模具设计方法，其特征在于，所述连皮部分沿流向宽度一致。
4.根据权利要求1所述的一种铝合金轮毂模具设计方法，其特征在于，铝合金轮毂转接处取拉伸试样，并进行拉伸测试，其中，转接处为连皮部位的延伸。
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Citations (5)

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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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