CN220760897U - 一种铝合金轮毂等温摆碾模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种铝合金轮毂等温摆碾模具，包括用于与摆碾机摆头连接的上模，所述上模的轴线呈竖向，上模的下方设有底座，底座上设有与上模适配的凹模，所述凹模的上表面凹入形成有成型模腔；自上模的下表面向上，所述上模的外圆周面逐渐减小以呈上小下大的圆台状。本实用新型将上模设计为上小下大的圆台状，相较于上大下小的结构，能有效降低坯料向上流动的阻力，更利于上模下压摆碾成型，降低设备负荷，整体实用性更高；设备可由原来至少两万吨的锻压机，减小到十分之一，冲击力变小后，结合摆碾的形式，辐条窗口位置余量仅留3mm，后续冲压或铣削镂空即可，大大节约材料和后续加工设备成本，整个制造过程耗电量更低、震动小、噪声小。

Description

一种铝合金轮毂等温摆碾模具

技术领域

本实用新型属于车轮技术领域，具体涉及一种铝合金轮毂等温摆碾模具。

背景技术

摆动碾压简称摆碾，是通过连续局部成形对被加工件实现整体成形的一种回转成形加工技术。与传统切削过程相比，摆碾具有节约材料、降低制造成本的特点。

现有的轻合金汽车轮毂成型方法主要有铸造成型和型锻成型两种，铸造成型效率较低，不适于目前的需求量，而且所成型零件的强度也不如锻造；型锻成型效率高，但轮毂体积较大，从饼坯压制到旋压前锻坯的过程中，材料的流动、变形量大，必须要用到数万吨的压力机，生产条件苛刻，并且由于大型热模锻压机速度快，冲击力大，而且为避免模具损坏，上模和下模之间，即辐条窗口位置必须预留较大的余料厚度，约30mm，后续依靠大量的加工中心铣削出中间的镂空处，成本高、材料浪费。改进技术方案中，有如CN113305199A中所提供的一种镁合金汽车车轮的组合塑性成形方法，将加热至一定温度的饼坯置于摆动碾压模具内进行等温摆动碾压，成形至旋压前的锻坯形态，辐条窗口的铣削量也更少；相较传统型锻，等温摆碾成型可以减小设备的吨位，降低生产条件要求。但该技术方案中所用的摆动碾压模具中的锥模，其截面呈上大下小的结构，摆碾下压的过程中，阻力仍然较大，会增大材料向上流动的阻力，影响坯料成型，实用性较低。同时，其顶出机构安装在凹模中，使得成型模腔的底壁由顶出机构和凹模共同组成，一方面顶出脱模的力大，可能造成脱模困难，另一方面顶出机构的顶部也容易损坏，顶出机构和凹模的接缝处也可能影响成型效果。因此，有必要对等温摆碾模具的实用性作进一步优化改进。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种铝合金轮毂等温摆碾模具，避免现有的等温摆碾模具存在坯料受挤压变形时反向流动阻力大、上模下压阻力大的问题，取得利于下压成型，降低设备负荷，提高摆碾模具实用性的效果。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种铝合金轮毂等温摆碾模具，包括用于与摆碾机摆头连接的上模，所述上模的轴线呈竖向，上模的下方设有底座，底座上设有与上模适配的凹模，所述凹模的上表面凹入形成有成型模腔；自上模的下表面向上，所述上模的水平截面外圆直径逐渐减小逐渐减小以呈上小下大的圆台状。

进一步完善上述技术方案，上模下表面的一周边沿与往上逐渐收小的外圆周面圆弧过渡。

进一步地，上模的往上逐渐收小的外圆周面的竖向高度与所述成型模腔的深度之比为2.5:1-4:1。

进一步地，所述凹模包括圆形板状的下模板和环状的下模圈，下模圈固定连接在底座上，下模板置于下模圈内的底座上，下模板的外径与下模圈的内径对应并可在下模圈内竖向滑动，下模板的上表面和下模圈的内壁形成为所述成型模腔。

进一步地，所述下模板的下表面的中部连接有向下延伸的顶杆，所述顶杆向下活动穿出所述底座。

进一步地，下模圈内的底座上凸起设有若干定位钉，下模板的下表面对应定位钉的位置开设有定位孔以避免摆动碾压时周向转动。

进一步地，下模圈的外侧还套设有预警圈，所述预警圈固定连接在底座上，下模圈的外径与预警圈的内径对应，预警圈的上表面不低于下模圈的上表面。

相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型的一种铝合金轮毂等温摆碾模具，将上模设计为上小下大的圆台状，相较于上大下小的结构，能有效降低坯料向上流动的阻力，更利于上模下压摆碾成型，降低设备负荷，整体实用性更高；设备可由原来至少两万吨的锻压机，减小到十分之一，冲击力变小后，结合摆碾的形式，辐条窗口位置余量仅留3mm，后续冲压或铣削镂空即可，大大节约材料和后续加工设备成本，整个制造过程耗电量更低、震动小、噪声小。

2、本实用新型的一种铝合金轮毂等温摆碾模具，摆动碾压的成型模腔的整个底壁为下模板的上表面，整体强度提高，成型效果也更好，随顶杆整体顶出下模圈，脱模阻力小，方便脱模。

附图说明

图1为实施例的一种铝合金轮毂等温摆碾模具的结构示意图（图2中A-A剖视）；

图2为实施例中凹模部分的俯视图（未示意底座）；

其中，摆碾机摆头1，上模2，底座3，下模板41，下模圈42，顶杆5，碾压坯6，预警圈7。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。

请参见图1和图2，具体实施例的一种铝合金轮毂等温摆碾模具，包括用于与摆碾机摆头1连接的上模2，所述上模2的轴线呈竖向，上模2的下方设有底座3，底座3上设有与上模2适配的凹模，所述凹模的上表面凹入形成有成型模腔，所述上模2的自由端向下运动可伸入至成型模腔内以对成型模腔内的坯料进行摆动碾压；自上模2的下表面向上，所述上模2的外圆周面的水平截面外圆直径逐渐减小以呈上小下大的圆台状。

实施例的一种铝合金轮毂等温摆碾模具，将上模2设计为上小下大的圆台状，相较于上大下小的结构，能有效降低坯料向上流动的阻力，更利于上模2下压摆碾成型，降低设备负荷，整体实用性更高；设备可由原来至少两万吨的锻压机，减小到十分之一，冲击力变小后，结合摆碾的形式，辐条窗口位置余量仅留3mm，后续冲压或铣削镂空即可，大大节约材料和后续加工设备成本，整个制造过程耗电量更低、震动小、噪声小。

圆台状的大端朝向成型模腔，小端与摆碾机摆头1连接，实施时，圆台状也可以仅为上模2最下端的一部分。上模也可以是镶嵌模，即下部采用硬度高的材质制造，上部采用韧性更好的材质制造，装配成型，为现有技术，此处不再赘述。

请继续参见图1和图2，其中，上模2的下表面与往上逐渐收小的外圆周面连接处呈一圈倒圆角过渡。

这样，避免应力集中，保证上模寿命；也利于坯料受挤压变形时反向流动，保证汽车车轮轮毂的窗口成型效果。

其中，上模2的往上逐渐收小的外圆周面的竖向高度与所述成型模腔的深度之比为2.5:1-4:1。

这样，如图2所示，上模2的自由端向下运动伸入至成型模腔内进行摆动碾压后坯料反向流动变形，最终形成的碾压坯6可至凹模之上，减小摩擦阻力。实施时，应尽量保证凹模的深度尽量浅，方能使得坯料变形至凹模之上，最大限度减少摩擦阻力。

其中，所述凹模包括圆形板状的下模板41和环状的下模圈42，下模圈42固定连接在底座3上，下模板41置于下模圈42内的底座3上，下模板41的外径与下模圈42的内径对应并可在下模圈42内竖向滑动，下模板41的上表面和下模板41以上下模圈42的内壁形成为所述成型模腔。下模板41的上表面加工有轮毂的辐条窗口凸块，辐条窗口凸块之间为辐条沟槽，中部为与汽车驱动转轴连接处对应的凸块，对应于所述凸块，上模2下表面中部具有凹入部以保证摆碾成型后该位置具有足够的厚度。

这样，方便脱模。且成型模腔的下表面由整个下模板的上表面形成，成型效果更好。

其中，所述下模板41的下表面的中部连接有向下延伸的顶杆5，所述顶杆5向下活动穿出所述底座3。

这样，方便顶出脱模。实施时，需将整个模具和坯料加热至同一适合于铝合金变形的温度（即等温摆碾里的“等温”），然后将坯料置于成型模腔内，上模2下行对坯料进行等温摆动碾压，坯料变形成型出车轮轮毂的窗口以及弧条的部分，最终形成碾压坯6后，上模2回程，顶杆5向上运动将下模板41和碾压坯6顶出下模圈42脱模，脱模助力小，然后分离下模板41和碾压坯6即可。实施时，因摆动碾压过程时间相较型锻要长，上模或/和凹模内可以设置加热丝等加热保温装置，为现有技术，不再赘述。

其中，下模圈42内的底座3上凸起设有若干定位钉（图中未示出），下模板41的下表面对应定位钉的位置开设有定位孔以避免摆动碾压时周向转动。

这样，能避免上模2在成型模腔内进行摆动碾压时，下模板41周向转动。

实施时，下模圈42的外侧还套设有预警圈7，所述预警圈7固定连接在底座3上，下模圈42的外径与预警圈7的内径对应，预警圈7的上表面不低于下模圈42的上表面。预警圈7对凹模起到加固作用，可延长凹模寿命。

摆碾机摆头1的摆动角度通常为2°左右，本发明中上模的外圆周面的单侧锥度可选择3-8°，即过轴线的竖向剖面上，外圆周面形成的斜线与竖向的夹角度数为3-8°，优选5-6°。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种铝合金轮毂等温摆碾模具，包括用于与摆碾机摆头连接的上模，所述上模的轴线呈竖向，上模的下方设有底座，底座上设有与上模适配的凹模，所述凹模的上表面凹入形成有成型模腔；其特征在于：自上模的下表面向上，所述上模的外圆周面逐渐减小以呈上小下大的圆台状。

2.根据权利要求1所述一种铝合金轮毂等温摆碾模具，其特征在于：上模下表面的一周边沿与往上逐渐收小的外圆周面圆弧过渡。

3.根据权利要求1所述一种铝合金轮毂等温摆碾模具，其特征在于：上模往上逐渐收小的外圆周面的竖向高度与所述成型模腔的深度之比为2.5:1-4:1。

4.根据权利要求1所述一种铝合金轮毂等温摆碾模具，其特征在于：所述凹模包括圆形板状的下模板和环状的下模圈，下模圈固定连接在底座上，下模板置于下模圈内的底座上，下模板的外径与下模圈的内径对应并可在下模圈内竖向滑动，下模板的上表面和下模圈的内壁形成为所述成型模腔。

5.根据权利要求4所述一种铝合金轮毂等温摆碾模具，其特征在于：所述下模板的下表面的中部连接有向下延伸的顶杆，所述顶杆向下活动穿出所述底座。

6.根据权利要求4所述一种铝合金轮毂等温摆碾模具，其特征在于：下模圈内的底座上凸起设有若干定位钉，下模板的下表面对应定位钉的位置开设有定位孔以避免摆动碾压时周向转动。

7.根据权利要求4所述一种铝合金轮毂等温摆碾模具，其特征在于：下模圈的外侧还套设有预警圈，所述预警圈固定连接在底座上，下模圈的外径与预警圈的内径对应，预警圈的上表面不低于下模圈的上表面。

8.根据权利要求1-7任一项所述一种铝合金轮毂等温摆碾模具，其特征在于：上模的外圆周面的单侧锥度为3-8°。