CN113000757B - 一种汽车铝合金轮毂锻造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车铝合金轮毂锻造方法，包括如下步骤：S10、对料坯进行加热，并使得料坯加热至预设锻造温度；S20、将加热后的料坯放置于下模组件的第一锻造工位，上模与第一锻造工位的下模对准并下行，所述上模、哈夫模圈与下模的互相配合，实现对料坯的第一锻造工序，得到第一锻造成型轮毂；S30、下模组件将第二锻造工位移动至上模的下方，上模和哈夫模圈下行并与下模互相配合，对第一锻造成型轮毂进行第二锻造工序，得到第二锻造成型轮毂。

Description

一种汽车铝合金轮毂锻造方法

技术领域

本发明涉及汽车模具领域，特别涉及一种汽车铝合金轮毂锻造方法。

背景技术

轮毂是轮胎内廓轮钢通过立柱连接的轮芯旋转部分，即支撑轮胎的中心装在轴上的金属部件，又叫轮圈、钢圈、轱辘、胎铃，它是汽车不可或缺的零件。

传统铝合金轮毂制造工艺是先由压铸机压铸一个铝合金轮毂毛坯，如图1所示：毛坯具有轮辐和一部分轮辋，没有轮缘。后经毛坯扩口(参见图2)、旋压成型(参见图3)才能形成一个完整的轮毂。此工艺的弊端在于工艺复杂，它需要把铝材溶化进行压铸一个毛坯，然后用压机扩口轮辋，再用旋压机旋出轮缘。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车铝合金轮毂锻造方法，通过各个部件的配合能够较为简单的对轮毂进行锻压生产，锻压完成后能够自动将轮毂从模具中取出。

为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种汽车铝合金轮毂锻造方法，其利用汽车铝合金轮毂多工位锻造装置，其特点是，所述的锻造装置包括：上模组件和下模组件，所述的上模组件设有上模和一对哈夫模圈分合部件，每个哈夫模圈分合部件包括哈夫模，两个所述的哈夫模对合形成哈夫模圈，所述的下模组件设有至少两个锻造工位，每个锻造工位上对应设有一下模，该方法包括如下步骤：

S10、对料坯进行加热，并使得料坯加热至预设锻造温度；

S20、将加热后的料坯放置于下模组件的第一锻造工位，上模与第一锻造工位的下模对准并下行，所述上模、哈夫模圈与下模的互相配合，实现对料坯的第一锻造工序，得到第一锻造成型轮毂；

S30、下模组件将第二锻造工位移动至上模的下方，上模和哈夫模圈下行并与下模互相配合，对第一锻造成型轮毂进行第二锻造工序，得到第二锻造成型轮毂。

所述的上模组件包括：

上模板，所述上模板下方固定连接一上模座；

上模，其设置于上模座的下表面；

模框，其设置于上模板下方，且位于上模座的外部；

弹簧座，其设置于上模座与模框之间，所述弹簧座内设有第一复位弹簧；

卸料圈，其设置于上模座外侧，且连接于弹簧座的下表面；

一对所述的哈夫模圈分合部件对称设置于模框下方两侧。

每个所述的哈夫模圈分合部件包括：

上模油缸；

滑块和上模导轨，所述的上模导轨设置于模框下方的一侧，所述的滑块活动设置于上模导轨上，且连接于上模油缸的活塞杆端；

所述的滑块还与哈夫模相连，所述哈夫模可相对于滑块上下移动或跟随滑块一起水平运动。

所述的模框与卸料圈之间设有锁紧圈，所述的哈夫模圈分合部件还包括：一第二复位弹簧，用于顶住所述的哈夫模；

当两个所述的哈夫模对合形成哈夫模圈时，所述的哈夫模圈在第二复位弹簧的作用下，使得哈夫模圈向上移动进入到锁紧圈，锁紧哈夫模圈上部。

所述的下模组件包括：

下模板；

设置于下模板上的下模导轨；

滑动模板，其活动设置于下模导轨上；

所述的滑动模板上表面设有多个下模座，每个下模座与锻造工位一一对应，所述的下模座上设有锻造下模；

所述的哈夫模圈、上模和锻造下模之间形成型腔。

所述的锻造装置还包括：顶杆，所述顶杆穿过上模板连接于弹簧座；所述的顶杆向下运动，并推动弹簧座、卸料圈和哈夫模圈同时下移。

所述的哈夫模圈下移到预设距离后，所述的上模油缸拉动滑块向远离上模方向移动，所述哈夫模圈被分成两个哈夫模，使得轮毂成品下落。

所述第一锻造工位的下模为预锻下模，所述第二锻造工位的下模为精锻下模，所述的步骤S20进一步包括：

步骤S201、两个上模油缸推动滑块同时朝着靠近上模方向移动，使得两个哈夫模合拢形成一个整体，并在第二复位弹簧的作用下，使得合拢形成的哈夫模圈向上移动复位进入锁紧圈，所述锁紧圈锁紧哈夫模圈的上部；

步骤S202、上模下行，哈夫模圈的下部对准下模座的限位槽，并通过下模座的限位槽对哈夫模圈的下部进行锁紧，此时哈夫模圈的上下部均被锁紧；

步骤S203、上模继续下行并接触料坯开始锻造，料坯在哈夫模圈、上模和锻造下模之间形成的型腔内变形延展，使得料坯预锻成型，得到预锻成型轮毂，此时上模回升，预锻成型轮毂跟随上模一起上行至设定位置。

所述的步骤S30进一步包括：

步骤S301、下模组件将第二锻造工位移动至上模的下方，上模组件带动预锻成型轮毂下行，进行第二次锻击，并通过上模、哈夫模圈和精锻下模之间的型腔执行预锻成型轮毂的精锻工序，得到精锻后的轮毂成品；

步骤S302、顶出装置工作推动顶杆向下顶出一段距离，推动弹簧座、卸料圈和哈夫模圈同时下移，使哈夫模圈脱离锁圈以满足分模要求；

步骤S303、上模油缸工作，拉动滑块向远离上模方向移动，所述哈夫模圈被分成两个哈夫模，使得轮毂成品下落。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

本发明通过各个部件的配合能够较为简单的对轮毂进行锻压生产，锻压完成后能够自动将轮毂从模具中取出，从而能够较为方便的对轮毂进行加工，大大提高了生产效率。

本发明可比原有技术产品减重量20％的一次成型锻造工艺，以达到节能排的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明专利实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明专利的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1为现有技术中毛坯的结构示意图；

图2为现有技术中毛坯扩口的结构示意图；

图3为现有技术中旋压成型的结构示意图；

图4为汽车铝合金轮毂多工位锻造装置的整体结构示意图；

图5为图4的A-A向视图；

图6为哈夫模圈分合部件打开俯视图；

图7为上模与预锻下模合模的结构示意图；

图8为图7的A-A向视图；

图9为上模与精锻下模合模的结构示意图；

图10为图9的A-A向视图；

图11为哈夫模圈顶出的结构示意图；

图12为图11的A-A向视图；

图13为哈夫模圈分开的结构示意图；

图14为本发明汽车铝合金轮毂锻造方法的流程图；

图15A为料坯的结构示意图；

图15B为预锻成型轮毂的结构示意图；

图15C为轮毂成品的结构示意图；

图16为哈夫模与挡板的连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图4、5、6所示，一种汽车铝合金轮毂多工位锻造装置，包括：上模组件和下模组件，所述的下模组件设有多个锻造工位，所述上模组件与下模组件的多个锻造工位配合，完成多个锻造工序；其中，所述的上模组件包括：上模板1，所述上模板1下方固定连接一上模座2；上模7，其设置于上模座1的下表面；模框8，其设置于上模板1下方，且位于上模座2的外部；弹簧座4，其设置于上模座1与模框8之间，所述弹簧座4内设有第一复位弹簧5；卸料圈6，其设置于上模座1外侧，且连接于弹簧座4的下表面；一对哈夫模圈分合部件，其对称设置于模框8下方两侧，每个所述的哈夫模圈分合部件设有哈夫模16，两个所述的哈夫模16对合形成哈夫模圈，并使得所述的哈夫模圈与上模7之间形成型腔。

每个所述的哈夫模圈分合部件包括：上模油缸11；滑块13和上模导轨17，所述的上模导轨17设置于模框8下方的一侧，所述的滑块13活动设置于上模导轨17上，且通过连接螺母12连接于上模油缸11的活塞杆端；所述的滑块13还与哈夫模16相连，该哈夫模16通过挡板18固定，所述哈夫模16可相对于滑块上下移动或跟随滑块一起水平运动，需要说明的是，由于哈夫模圈是通过一个整圆模圈通过中心切割两半的半圆型模圈，而滑块的中心也是一个半圆的孔，这样哈夫模圈放入滑块的半圆孔中只要在滑块两个平面端固定一个档板，具体地，所述的哈夫模16设有一对定位槽，该挡板18的一端固定连接于滑块13，另一端卡设于哈夫模16的定位槽中，故而可以实现哈夫模16可相对于滑块上下移动或跟随滑块一起水平运动(参见图16)。

在具体实施例中，所述的哈夫模圈分合部件还包括：上模油缸支架10，用于安装上模油缸11。

所述的模框8与卸料圈6之间设有锁紧圈9，所述的哈夫模圈分合部件还包括：一第二复位弹簧15，用于顶住所述的哈夫模16；复位圈14，其设置于第二复位弹簧15上；当两个所述的哈夫模16对合形成哈夫模圈时，所述的哈夫模圈在第二复位弹簧15的作用下，使得哈夫模圈向上移动进入到锁紧圈9，锁紧哈夫模圈上部。

所述的下模组件包括：下模板20；设置于下模板20上的下模导轨21；滑动模板24，其活动设置于下模导轨21上；所述的滑动模板24上表面设有多个下模座22，每个下模座22与锻造工位一一对应，所述的下模座22上设有锻造下模；一下模油缸29，所述的下模油缸活塞杆端通过连接螺母27连接于滑动模板24；一下模油缸支架28，其用于安装下模油缸29。

在具体实施例中，上述的下模座22为两个，对应地，每个下模座22分别设置预锻下模23和精锻下模26，通过下模油缸29带动滑动模板24于下模导轨21上来回移动，实现在不同锻造工序之间交替，进一步地，上模、哈夫模圈和预锻下模23互相配合，实现对料坯的预锻，得到预锻成型轮毂；上模、哈夫模圈和预锻下模26互相配合，实现对预锻成型轮毂的精锻，并得到精锻后的轮毂成品。

为了防止滑动模板24从下模导轨20上滑出或者便于对滑动模板24的行程进行限位，在下模板21端部设有一滑动模板凸台19。

该汽车铝合金轮毂多工位锻造装置还包括若干顶杆3，所述顶杆3穿过上模板1连接于弹簧座4，同时顶杆3还与上模板1上方的顶出装置相连。所述的顶杆3向下运动，并推动弹簧座4、卸料圈6和哈夫模圈同时下移，所述的哈夫模圈下移到预设距离后，所述的上模油缸11拉动滑块13向远离上模方向移动，所述哈夫模圈被分成两个哈夫模16，使得轮毂成品下落。

请继续配合参见图4～图13，两个上模油缸11推动滑块13同时朝着靠近上模方向移动，使得两个哈夫模合拢形成一个整体，并在第二复位弹簧的作用下，使得合拢形成的哈夫模圈向上移动复位进入锁紧圈9，所述锁紧圈9锁紧哈夫模圈的上部。将料坯放置于预锻下模23上，上模7下行，哈夫模圈的下部对准下模座22的限位槽，并通过下模座22的限位槽对哈夫模圈的下部进行锁紧，此时哈夫模圈的上下部均被锁紧。参见图7和图8，随后上模7继续下行并接触料坯25开始锻造，料坯25在哈夫模圈、上模和锻造下模之间形成的型腔内变形延展，当压力机达到设定压力时，预锻成型，得到预锻成型轮毂，此时上模7回升，预锻成型轮毂跟随上模7一起上行至设定位置。下模油缸29推动滑动模板24移动一个工位，使精锻工位进入锻造位置，此时精锻下模26对应位于上模7的正下方，进行第二次锻击，实现对预锻成型轮毂的精锻，并得到精锻后的轮毂成品(参加图9和图10)；精锻完成后，顶出装置工作推动顶杆向下顶出一段距离，推动弹簧座4、卸料圈6和哈夫模圈同时下移，使哈夫模圈脱离锁圈9以满足分模要求(参见图11和图12)，此时上模油缸11工作，拉动滑块13向远离上模方向移动，所述哈夫模圈被分成两个哈夫模16，使得轮毂成品30下落(参见图6和图13)。

如图14所示，本发明还提供了一种汽车铝合金轮毂锻造方法，该方法利用前述的汽车铝合金轮毂多工位锻造装置，包括如下步骤：

S10、对料坯(参见图15A)进行加热，并使得料坯加热至预设锻造温度，该棒坯可以通过棒料锯片后形成；

S20、将加热后的料坯放置于下模组件的第一锻造工位，上模与第一锻造工位的下模对准并下行，所述上模、哈夫模圈与下模的互相配合，实现对料坯的第一锻造工序，得到第一锻造成型轮毂；该步骤的目的为对轮辐处的材料进行分配，以确保精锻时轮辐成型能够饱满，消除锻造缺陷。

S30、下模组件将第二锻造工位移动至上模的下方，上模和哈夫模圈下行并与下模互相配合，对第一锻造成型轮毂进行第二锻造工序，得到第二锻造成型轮毂。

所述第一锻造工位的下模为预锻下模，所述第二锻造工位的下模为精锻下模，所述的步骤S20进一步包括：

步骤S201、两个上模油缸推动滑块同时朝着靠近上模方向移动，使得两个哈夫模合拢形成一个整体，并在第二复位弹簧的作用下，使得合拢形成的哈夫模圈向上移动复位进入锁紧圈，所述锁紧圈锁紧哈夫模圈的上部；

步骤S202、上模下行，哈夫模圈的下部对准下模座的限位槽，并通过下模座的限位槽对哈夫模圈的下部进行锁紧，此时哈夫模圈的上下部均被锁紧；

步骤S203、上模继续下行并接触料坯开始锻造，料坯在哈夫模圈、上模和锻造下模之间形成的型腔内变形延展，使得料坯预锻成型，得到预锻成型轮毂(参见图15B)，此时上模回升，预锻成型轮毂跟随上模一起上行至设定位置。

所述的步骤S30进一步包括：

步骤S301、下模组件将第二锻造工位移动至上模的下方，上模组件带动预锻成型轮毂下行，进行第二次锻击，并通过上模、哈夫模圈和精锻下模之间的型腔执行预锻成型轮毂的精锻工序，得到精锻后的轮毂成品；

步骤S302、顶出装置工作推动顶杆向下顶出一段距离，推动弹簧座、卸料圈和哈夫模圈同时下移，使哈夫模圈脱离锁圈以满足分模要求；

步骤S303、上模油缸工作，拉动滑块向远离上模方向移动，所述哈夫模圈被分成两个哈夫模，使得轮毂成品(参见图15C)下落。

综上所述，本发明一种汽车铝合金轮毂多工位锻造装置，通过各个部件的配合能够较为简单的对轮毂进行锻压生产，锻压完成后能够自动将轮毂从模具中取出。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (5)

1.一种汽车铝合金轮毂锻造方法，其利用汽车铝合金轮毂多工位锻造装置，其特征在于，所述的锻造装置包括：上模组件和下模组件，所述的上模组件设有上模和一对哈夫模圈分合部件，每个哈夫模圈分合部件包括哈夫模，两个所述的哈夫模对合形成哈夫模圈，所述的下模组件设有至少两个锻造工位，每个锻造工位上对应设有一下模，该方法包括如下步骤：

S10、对料坯进行加热，并使得料坯加热至预设锻造温度；

S20、将加热后的料坯放置于下模组件的第一锻造工位，上模与第一锻造工位的下模对准并下行，所述上模、哈夫模圈与下模的互相配合，实现对料坯的第一锻造工序，得到第一锻造成型轮毂；

S30、下模组件将第二锻造工位移动至上模的下方，上模和哈夫模圈下行并与下模互相配合，对第一锻造成型轮毂进行第二锻造工序，得到第二锻造成型轮毂；

所述的上模组件包括：

上模板，所述上模板下方固定连接一上模座；

上模，其设置于上模座的下表面；

模框，其设置于上模板下方，且位于上模座的外部；

弹簧座，其设置于上模座与模框之间，所述弹簧座内设有第一复位弹簧；

卸料圈，其设置于上模座外侧，且连接于弹簧座的下表面；

一对所述的哈夫模圈分合部件对称设置于模框下方两侧；

每个所述的哈夫模圈分合部件包括：

上模油缸；

滑块和上模导轨，所述的上模导轨设置于模框下方的一侧，所述的滑块活动设置于上模导轨上，且连接于上模油缸的活塞杆端；

所述的滑块还与哈夫模相连，所述的哈夫模通过挡板固定，所述的哈夫模设有一对定位槽，该挡板的一端固定连接于滑块，另一端卡设于哈夫模的定位槽中，所述哈夫模可相对于滑块上下移动或跟随滑块一起水平运动；

所述的模框与卸料圈之间设有锁紧圈，所述的哈夫模圈分合部件还包括：一第二复位弹簧，用于顶住所述的哈夫模；

当两个所述的哈夫模对合形成哈夫模圈时，所述的哈夫模圈在第二复位弹簧的作用下，使得哈夫模圈向上移动进入到锁紧圈，锁紧哈夫模圈上部；

所述的锻造装置还包括：顶杆，所述顶杆穿过上模板连接于弹簧座；所述的顶杆向下运动，并推动弹簧座、卸料圈和哈夫模圈同时下移。

2.如权利要求1所述的汽车铝合金轮毂锻造方法，其特征在于，所述的下模组件包括：

下模板；

设置于下模板上的下模导轨；

滑动模板，其活动设置于下模导轨上；

所述的滑动模板上表面设有多个下模座，每个下模座与锻造工位一一对应，所述的下模座上设有下模；

所述的哈夫模圈、上模和下模之间形成型腔。

3.如权利要求1所述的汽车铝合金轮毂锻造方法，其特征在于，所述的哈夫模圈下移到预设距离后，所述的上模油缸拉动滑块向远离上模方向移动，所述哈夫模圈被分成两个哈夫模，使得轮毂成品下落。

4.如权利要求1所述的汽车铝合金轮毂锻造方法，其特征在于，所述第一锻造工位的下模为预锻下模，所述第二锻造工位的下模为精锻下模，所述的步骤S20进一步包括：

步骤S201、两个上模油缸推动滑块同时朝着靠近上模方向移动，使得两个哈夫模合拢形成一个整体，并在第二复位弹簧的作用下，使得合拢形成的哈夫模圈向上移动复位进入锁紧圈，所述锁紧圈锁紧哈夫模圈的上部；

步骤S202、上模下行，哈夫模圈的下部对准下模座的限位槽，并通过下模座的限位槽对哈夫模圈的下部进行锁紧，此时哈夫模圈的上下部均被锁紧；

步骤S203、上模继续下行并接触料坯开始锻造，料坯在哈夫模圈、上模和预锻下模之间形成的型腔内变形延展，使得料坯预锻成型，得到预锻成型轮毂，此时上模回升，预锻成型轮毂跟随上模一起上行至设定位置。

5.如权利要求4所述的汽车铝合金轮毂锻造方法，其特征在于，所述的步骤S30进一步包括：

步骤S301、下模组件将第二锻造工位移动至上模的下方，上模组件带动预锻成型轮毂下行，进行第二次锻击，并通过上模、哈夫模圈和精锻下模之间的型腔执行预锻成型轮毂的精锻工序，得到精锻后的轮毂成品；

步骤S302、顶出装置工作推动顶杆向下顶出一段距离，推动弹簧座、卸料圈和哈夫模圈同时下移，使哈夫模圈脱离锁紧圈以满足分模要求；

步骤S303、上模油缸工作，拉动滑块向远离上模方向移动，所述哈夫模圈被分成两个哈夫模，使得轮毂成品下落。

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