CN110976689A - 一种轮毂旋压工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮毂旋压工艺，其局部冷却铸件毛坯的浇口，然后去除浇口，再将铸件毛坯旋压得到成品。本发明通过对铸件毛坯局部冷却浇口，然后去除浇口，再旋压，既去除了浇口以便后续装夹旋压，也减少了热量的损耗，无需整体冷却后再整体预热，降低了热耗能，缩短了工艺路径，且减少了旋压工艺所需的设备与时间，从而使旋压工艺的制作成本下降，有利于推广应用。

Description

一种轮毂旋压工艺

技术领域

本发明涉及轮毂加工技术领域中的一种轮毂旋压工艺。

背景技术

铝合金轮毂铸旋工艺是指采用铸造后旋压的复合工艺方法，先采用常规低压铸造的方式铸造出毛坯，再采用旋压的方式将毛坯的轮辋部位进行旋压成型。这是近年来铸件用以实现产品轻量化的先进成型方法，主要优点在于经过旋压后晶粒被积压成致密的长条状规则分布，轮辋材料致密，强度性能大大优于铸造成型的材料。从而实现产品轻量化，当前铸旋工艺的产品较常规铸造的产品平均减重超过10％。

参照图1，现有的轮毂铸旋工艺为：将铸件毛坯整个浸入水中冷却至常温，然后进行去浇口、粗加工，再进行预热，预热一定时间后测温，温度达到350℃以上即进行旋压。现有的铸旋工艺，不仅工艺路线长，所需设备多，而且铸件毛坯从热到冷，再经预热炉加热，过程中浪费大量的热量、能耗，成本剧增。因此，普通的产品因为铸旋工艺高昂的制造成本，望而却步。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种轮毂旋压工艺，其能降低旋压过程中的能耗成本。

根据本发明的第一方面实施例，提供一种轮毂旋压工艺，局部冷却铸件毛坯的浇口，然后去除浇口，再将铸件毛坯旋压得到成品。

根据本发明第一方面实施例，进一步地，去除浇口后，对铸件毛坯进行测温，当铸件毛坯的温度小于350℃时，将铸件毛坯放入加热装置中预热，然后再旋压。

根据本发明第一方面实施例，进一步地，局部冷却并去除浇口包括以下步骤：

a.在铸件毛坯的轮辐根部的下方设置圆柱形的下围板，并在铸件毛坯的轮辐根部的上方设置圆柱形的上围板；

b.在铸件毛坯的上方设置角度可调的上喷嘴和/或在铸件毛坯的下方设置角度可调的下喷嘴，启动上喷嘴和/或下喷嘴向浇口喷雾；

c.采用钻头钻通铸件毛坯的中心孔并去除浇口；

d.浇口去除后，钻头退出，上喷嘴和/或下喷嘴停止喷雾。

根据本发明第一方面实施例，进一步地，使铸件毛坯的浇口朝上，钻头从铸件毛坯的上方下行去除浇口，上喷嘴的喷射方向与竖直方向之间成锐角夹角。

根据本发明第一方面实施例，进一步地，步骤d完成后，去除浇口后，将铸件毛坯翻转倒掉钻屑，然后采用高压气体吹扫钻屑。

根据本发明第一方面实施例，进一步地，步骤a～d在30s以内完成。

根据本发明第一方面实施例，进一步地，采用旋压机对铸件毛坯进行旋压，将铸件毛坯固定到旋压机底模的顶面上，底模的顶面上设有多个避空凹槽，装夹铸件毛坯，使铸件毛坯的窗口分别对准各避空凹槽。

根据本发明第一方面实施例，进一步地，使铸件毛坯的中心孔穿过旋压机的芯轴装夹，再将支撑板的中心与芯轴连接，支撑板的底面压紧铸件毛坯的轮缘。

根据本发明第一方面实施例，进一步地，旋压完成后，提升旋压机的顶料器，顶料器与成品的轮芯底面相抵接后举起成品脱料。

根据本发明第一方面实施例，进一步地，对铸件毛坯的测温步骤包括先将铸件毛坯放至旋转台上，使旋转台旋转并对铸件毛坯进行多点测温，然后对旋转台上的铸件毛坯矫正定位。

本发明的有益效果是：本发明通过对铸件毛坯局部冷却浇口，然后去除浇口，再旋压，既去除了浇口以便后续装夹旋压，也减少了热量的损耗，无需整体冷却后再整体预热，降低了热耗能，缩短了工艺路径，且减少了旋压工艺所需的设备与时间，从而使旋压工艺的制作成本下降，有利于推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是现有技术中旋压工艺的流程图；

图2是本发明的工艺流程图；

图3是本发明中步骤A的示意图；

图4是本发明中旋压机的底模结构示意图；

图5是本发明中旋压机的正剖视图；

图6是本发明中铸件毛坯的放大示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图2，本发明实施例中的轮毂旋压工艺，将脱模后温度约450～500℃的铸件毛坯10，通过局部冷却铸件毛坯10的浇口，然后去除浇口，再将铸件毛坯10旋压得到成品，包括以下步骤：

A.通过喷雾局部冷却铸件毛坯10的浇口，然后去除浇口。参考图3，由于浇口部位材料较少因此所需钻削量很少，可实现快速冷却及钻通，且钻孔过程中轮芯所受的下压力也较小，确保了铸件毛坯10在去浇的过程中轮芯浮动变形较小。优选地，具体步骤包括：

a.将铸件毛坯10浇口朝上地放置在冷却架上，冷却架上设有冷却孔便于下喷嘴32向铸件毛坯10喷射。在铸件毛坯10的轮辐根部的下方设置软质的圆柱形的下围板22，下围板22的直径大于或等于冷却孔的孔径，且下围板22位于冷却孔的外侧。同时，在铸件毛坯10的轮辐根部的上方设置软质的圆柱形的上围板21，上围板21的直径与下围板22的直径相同，上围板21及下围板22环绕铸件毛坯10的浇口并将其隔开，避免冷却喷雾喷射到铸件毛坯10待旋压部位，致其热量流失。上围板21与下围板22的设置降低了去浇口过程的局部冷却对轮辋部位的影响，保证了轮辋温度，减少了铸件毛坯10需重新预热的概率。

b.在铸件毛坯10的上方设置角度可调的上喷嘴31和/或在铸件毛坯10的下方设置角度可调的下喷嘴32，启动上喷嘴31和/或下喷嘴32向浇口喷雾。优选地，在铸件毛坯10的上方和下方分别设置角度可调的上喷嘴31和下喷嘴32，使下喷嘴32的喷射方向竖直，上喷嘴31的喷射方向与竖直方向之间成锐角夹角，以便于钻头80的活动。启动上喷嘴31和下喷嘴32向浇口喷雾，由于上喷嘴31与下喷嘴32的角度均可调，在冷却的过程中，可调节上喷嘴31使其以浇口为圆形，作水平圆周运动环绕浇口喷射，以保证浇口被均匀冷却。同理，下喷嘴32在冷却过程中也可调整角度以保证浇口温度的均匀下降。

c.在启动5～10s上喷嘴31及下喷嘴32后，采用钻头80钻通铸件毛坯10的中心孔并去除浇口，钻头80从铸件毛坯10的上方下行去除浇口，去浇过程中，上喷嘴31及下喷嘴32持续喷射以降低浇口的温度，保证去浇效果。

d.浇口去除后，钻头80退出，上喷嘴31和下喷嘴32停止喷雾。取走上围板21及下围板22，将铸件毛坯10翻转倒掉钻屑，然后采用高压气体吹扫钻屑3～5s。

从步骤a～d，整个过程在20～30s内，以减少铸件毛坯10的温度损失。

B.对铸件毛坯10进行单点或多点测温。优选地，去除浇口后，使铸件毛坯在旋转台上进行多点测温。对铸件毛坯10的测温步骤包括先将铸件毛坯10放至旋转台上，使旋转台旋转并对铸件毛坯10进行多点测温，然后对旋转台上的铸件毛坯10矫正定位，以实现旋压时定位夹装。

具体地，通过机械手抓取铸件毛坯10放至旋转台上，使旋转台转动，旋转台每转动一定角度(如90°、120°等)后即暂停，测温装置对铸件毛坯10进行非接触式测温，对该点测温后旋转台继续旋转，重复测温操作直至旋转台累计转动360°后停止转动。多点测温后，对旋转台上的铸件毛坯矫正定位，以便于对铸件毛坯10进行后续操作。可选地，可通过光学传感器、光电传感器或一维码识别装置等对铸件毛坯矫正定位。当采用光学传感器时，以红外传感器为例，参照图6，铸件毛坯10的前轮唇在铸造时即设有用于定位的定位槽11，红外传感器通过感应定位槽11的位置，从而发出电信号控制旋转台转动以微调铸件毛坯10的定位。矫正定位完成后，旋转台锁死停止转动，机械手从旋转台上夹取出铸件毛坯10以进行下一步操作。

由于测温装置对环绕铸件毛坯10轮辋外侧的多个点进行测温，当铸件毛坯10多个测点的温度均达到350℃以上时，执行步骤D，否则，执行步骤C。

C.将铸件毛坯10放入加热装置中预热，然后执行步骤B，以确保最终旋压的铸件毛坯10温度达350℃以上。

D.将铸件毛坯10放到旋压机上旋压得到成品。

参考图4，旋压机底模40的顶面上设有多个避空凹槽41，同时，底模40的侧面上也设有多个避空侧槽42，避空侧槽42的数量与避空凹槽41的数量相等，避空侧槽42与各避空凹槽41连接。底模40的顶面上还设有阶梯孔，阶梯孔的大径段位于小径段的上方。将旋压机的顶料器60放置在阶梯孔的大径段中，且与顶杆相连，顶杆贯穿阶梯孔的小径段。优选地，顶料器60的顶面上设有凹陷部，凹陷部内设有用于定位铸件毛坯10的芯轴50。

参考图5，将芯轴50对准并穿过铸件毛坯10的中心孔，并使铸件毛坯10的各窗口分别对准底模40上的各避空凹槽41，从而装夹铸件毛坯10到底模40上。由于铸件毛坯10未经毛边粗加工，因此铸件毛坯10的窗口内侧会有铸造后形成的毛边。为了避免毛边影响铸件毛坯10的固定装夹，将铸件毛坯10的窗口对准各避空凹槽41以及避空侧槽42，从而对毛边避空，毛边不会直接触碰到底模40上，铸件毛坯10能更好地固定在旋压机上，保证旋压效果。由于铸件毛坯10在旋转台上进行过矫正定位，因此铸件毛坯10的窗口能准确对准各避空凹槽41与避空侧槽42。芯轴50穿过铸件毛坯10的中心孔后，连接到支撑板70底面的轴套71上，然后支撑板70的底面压紧铸件毛坯10的轮缘。由于在步骤A中钻通了铸件毛坯10的中心孔并去浇，因此芯轴50能顺利穿过铸件毛坯10的中心孔，支撑板70压紧铸件毛坯10在底模40上，以确保铸件毛坯10在旋压时不会移位。当旋压完成后，顶杆上升提升顶料器60，顶料器60与成品的轮芯底面相抵接并举起成品以脱料。

以上是对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种轮毂旋压工艺，其特征在于：局部冷却铸件毛坯(10)的浇口，然后去除浇口，再将铸件毛坯(10)旋压得到成品。

2.根据权利要求1所述的轮毂旋压工艺，其特征在于：去除浇口后，对铸件毛坯(10)进行测温，当铸件毛坯(10)的温度小于350℃时，将铸件毛坯(10)放入加热装置中预热，然后再旋压。

3.根据权利要求1或2所述的轮毂旋压工艺，其特征在于：局部冷却并去除浇口包括以下步骤：

a.在铸件毛坯(10)的轮辐根部的下方设置圆柱形的下围板(22)，并在铸件毛坯(10)的轮辐根部的上方设置圆柱形的上围板(21)；

b.在铸件毛坯(10)的上方设置角度可调的上喷嘴(31)和/或在铸件毛坯(10)的下方设置角度可调的下喷嘴(32)，启动上喷嘴(31)和/或下喷嘴(32)向浇口喷雾；

c.采用钻头(80)钻通铸件毛坯(10)的中心孔并去除浇口；

d.浇口去除后，钻头(80)退出，上喷嘴(31)和/或下喷嘴(32)停止喷雾。

4.根据权利要求3所述的轮毂旋压工艺，其特征在于：使铸件毛坯(10)的浇口朝上，钻头(80)从铸件毛坯(10)的上方下行去除浇口，上喷嘴(31)的喷射方向与竖直方向之间成锐角夹角。

5.根据权利要求3所述的轮毂旋压工艺，其特征在于：步骤d完成后，将铸件毛坯(10)翻转倒掉钻屑，然后采用高压气体吹扫钻屑。

6.根据权利要求3所述的轮毂旋压工艺，其特征在于：步骤a～d在30s以内完成。

7.根据权利要求1或2所述的轮毂旋压工艺，其特征在于：采用旋压机对铸件毛坯(10)进行旋压，将铸件毛坯(10)固定到旋压机底模(40)的顶面上，底模(40)的顶面上设有多个避空凹槽(41)，装夹铸件毛坯(10)，使铸件毛坯(10)的窗口分别对准各避空凹槽(41)。

8.根据权利要求7所述的轮毂旋压工艺，其特征在于：使铸件毛坯(10)的中心孔穿过旋压机的芯轴(50)装夹，再将支撑板(70)的中心与芯轴(50)连接，支撑板(70)的底面压紧铸件毛坯(10)的轮缘。

9.根据权利要求7所述的轮毂旋压工艺，其特征在于：旋压完成后，提升旋压机的顶料器(60)，顶料器(60)与成品的轮芯底面相抵接后举起成品脱料。

10.根据权利要求2所述的轮毂旋压工艺，其特征在于：对铸件毛坯(10)的测温步骤包括先将铸件毛坯(10)放至旋转台上，使旋转台旋转并对铸件毛坯(10)进行多点测温，然后对旋转台上的铸件毛坯(10)矫正定位。

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