CN201291241Y - 汽车轮毂挤压成形的正挤压模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种汽车轮毂挤压成形的正挤压模具，所述的模具主要包括上凸模(101)、下凸模(104)、顶管(105)、凹模(106)、垫板(107)、小顶杆(108)、顶板(110)、大顶杆(111)、下模座(109)，其中，上凸模(101)、下凸模(104)的模头形状与所要成形的轮辐结构吻合，凹模(106)、垫板(107)与下模板(109)间由螺钉连接，顶管(105)吻合设置在凹模(106)内，下凸模(104)周围吻合设置在顶管(105)内，下凸模(104)座置在垫板(107)上，小顶杆(108)穿过垫板(107)上的对应通孔与顶管(105)、顶板(110)、大顶杆(111)共同组成顶出机构。本实用新型的技术方案可以减小成形力，降低设备投入和生产成本，提高成形产品质量。

Description

汽车轮毂挤压成形的正挤压模具

技术领域

本实用新型属于镁、铝合金挤压成形技术，特别涉及一种镁合金汽车轮毂挤压成形的正挤压模具。

背景技术

汽车工业作为国民经济的支柱产业，发展极其迅速。如何限制能源用量，提高能源利用率，减少废气排放量，对保护生态环境和人们的生活环境尤为重要。节省油耗的一个最有效途是减轻汽车自重，汽车轮毂作为车辆运行的基本承载部件，其性能好坏将直接影响车辆的行驶安全、能耗及外观质量。

铝合金车轮轮毂具有质轻、防腐、导热性好可降低轮胎使用过程中的温度、提高其寿命等优点，成形工艺性也比较好，在现代汽车制造中正取代传统的钢制轮毂而被广泛地推广应用。

镁合金材料的密度低(相对密度为1.7～1.8)、比强度与比刚度都比较高，采用镁合金作轮毂对车辆的轻量化、提高燃油效率和减少CO2的排放量都具有重要意义；镁合金具有较高的减振性和抗冲击性，非常适合车轮的使用条件。因此，以镁合金代替铝合金作轮毂是小轿车的发展趋势。

汽车轮毂的成形主要分为铸造式和锻造式两种。铝合金轮毂的铸造工艺已比较成熟，而镁合金轮毂铸造方法，由于强度性能等难以满足使用要求，还存在一定的局限性，其实际应用还少见报导。由于轮毂的锻造法普遍存在生产工序多、生产效率较低、设备吨位大，模具尺寸大，成本远高于铸造法，一直限于特殊用途轮毂的小批量生产，如在赛车和高档轿车上应用，其制造成本普通轿车还难以承受。

近年来，镁合金轮毂的锻造成形技术已有很大发展，美国专利US005902424A公开了一种镁合金成型的加工方法，采用铸造坯料-锻造-T6处理-旋锻-轧制等工艺制造汽轮毂，制品具有良好组织和机械性能，但其工艺极其复杂，所需的设备较多，投资大，生产成本很高。

中国专利号为：ZL031008933公开了镁合金汽轮毂铸挤复合成形方法，其主要工艺过程包括：铸造制坯-预成形-墩挤成形-等温挤压-精整形。制品晶粒细化，组织致密，机械性能和表面质量较高，但其工艺还是比较复杂，成形力大、轮缘成形困难、难以脱模，所需设备压力较大。

专利号ZL200510010214.8的发明专利采用固态热挤压方法一次成形镁合金轮毂，工序最少，但变形程度大导致单位挤压力大，当轮毂尺寸较大时，模具尺寸就非常大，需要设备吨位也很大，致使成本提高。

发明申请200610012829.9发明了一种汽车轮毂省力成形方法及装置，工艺过程为铸造坯料-均匀化处理-预成形制坯-反挤压墩挤前轮缘-扩口后轮缘-精整工序，采用多道工序的目的是减小成形力，但工序过于复杂，使成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，对其进一步改进，提出了一种汽车轮毂挤压成形的正挤压模具，以减小成形力，降低设备投入和生产成本，提高成形产品质量。

本实用新型的技术方案为：

一种汽车轮毂挤压成形的正挤压模具，所述的模具主要包括上凸模、下凸模、顶管、凹模、垫板、小顶杆、顶板、大顶杆、下模座、其中，上凸模、下凸模的形状与所要成形的轮辐结构吻合，凹模、垫板与下模板间由螺钉连接，顶管吻合设置在凹模内，下凸模周围吻合设置在顶管内，下凸模座置在垫板上，小顶杆穿过垫板上的对应通孔与顶管、顶板、大顶杆共同组成顶出机构。

下凸模模头周围与凹模之间设置有容料腔，该腔的底部被顶管的上端封闭，用于存储轮辋部分金属，上凸模模头周围与凹模之间设置有开放环槽，用于存储成形后的多余金属。

在上凸模、下凸模内部分别设置有电炉丝加热器，凹模的外面设置有加热电炉丝炉，各加热装置均采用温控装置控温。

上下凸模及凹模与固定装置间均设置有隔热保温棉。

附图说明

图1是一种汽车轮毂成形方法的工艺流程图；

图2是正挤压模具示意图。

具体实施方式

以下结合附图就具体实施方式进行详细说明。

图1所示，为一种汽车轮毂成形方法的工艺流程图。一种汽车轮毂的成形方法包括将a)棒料-b)镦粗制坯-c)正挤压-d)复合挤压-e)扩口工艺，其中正挤压工艺成形轮毂的轮辐部分，复合挤压工艺将轮辋部分预成形为筒形，扩口工艺最终使轮辋部分成形。该工艺流程是根据汽车轮毂的结构特点制定的分步成形工艺方案，既便于金属的流动成形，没有难以充满的角隅，每一工序的变形抗力都最小，从而可以有效减小模具尺寸和设备吨位。

正挤压工艺，主要成形轮毂的轮辐部分，并使多余金属存入轮辋部分附近，该步工序的变形程度只有72％左右，因而其单位变形抗力约110MPa，挤压成形力较低。

图2所示，为正挤压成形模具原理图，所述的模具主要包括上凸模101、下凸模104、顶管105、凹模106、垫板107、小顶杆108、顶板110、大顶杆111、下模座109，其中，上凸模101、下凸模104的模头形状与所要成形的轮辐结构吻合，凹模106、垫板107与下模板109间由螺钉连接，顶管105吻合设置在凹模106内，下凸模104周围吻合设置在顶管105内，下凸模104座置在垫板107上，小顶杆108穿过垫板107上的对应通孔与顶管105、顶板110、大顶杆111共同组成顶出机构。

下凸模104模头周围与凹模106之间设置有容料腔，该腔的底部被顶管105的上端封闭，用于存储轮辋部分金属。上凸模101模头周围与凹模106之间设置有开放环槽，用于存储成形后的多余金属。

根据工艺要求和坯料的形状特点，本工序主要目的是成形出轮辐部分，并使其余金属流入模腔下部，为后续的轮辋部分成形做准备。为了使金属充满模腔下部，并不使成形力增加太多，图2所示模具采用半封闭结构，使金属充满模腔下部后有少量余料流进上轮缘槽部。

为了实现等温挤压，在上凸模101、下凸模104内部分别设置了电炉丝加热器，凹模106的外面采用电炉丝炉加热，加热效率非常高，各加热器均采用温控装置控温；为了减少热量损失，上下凸模及凹模与固定装置间均采用保温棉隔热。

Claims (4)

1、一种汽车轮毂挤压成形的正挤压模具，其特征在于，所述的模具主要包括上凸模(101)、下凸模(104)、顶管(105)、凹模(106)、垫板(107)、小顶杆(108)、顶板(110)、大顶杆(111)、下模座(109)，其中，上凸模(101)、下凸模(104)的形状与所要成形的轮辐结构吻合，凹模(106)、垫板(107)与下模板(109)间由螺钉连接，顶管(105)吻合设置在凹模(106)内，下凸模(104)周围吻合设置在顶管(105)内，下凸模(104)座置在垫板(107)上，小顶杆(108)穿过垫板(107)上的对应通孔与顶管(105)、顶板(110)、大顶杆(111)共同组成顶出机构。

2、根据权利要求1所述的汽车轮毂挤压成形的正挤压模具，其特征在于，下凸模(104)模头周围与凹模(106)之间设置有容料腔，该腔的底部被顶管(105)的上端封闭，用于存储轮辋部分金属，上凸模(101)模头周围与凹模(106)之间设置有开放环槽，用于存储成形后的多余金属。

3、根据权利要求1或2所述的汽车轮毂挤压成形的正挤压模具，其特征在于，在上凸模(101)、下凸模(104)内部分别设置有电炉丝加热器，凹模(106)的外面设置有加热电炉丝炉，各加热装置均采用温控装置控温。

4、根据权利要求3所述的汽车轮毂挤压成形的正挤压模具，其特征在于，上下凸模及凹模与固定装置间均设置有隔热保温棉。

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