铝合金轮毂冲旋生产方法及其所用旋压模具

摘要

本发明公开了一种铝合金轮毂冲旋生产方法，依次包括如下步骤：备料：将厚度为10～16mm铝合金板材定尺为四方板材；冲压：将四方板材放入冲压机中冲压，冲压宽度不超过轮毂宽度，同时，冲压出PCD孔，从而形成轮毂胚料；旋压：将胚料通过旋压模具装在在旋压机上旋压形成出铝合金轮毂的轮唇；以及，所用铝合金板材为6061铝合金板材。本发明还公开了该方法中所用的旋压模具。本发明的优点：在保证铝合金轮毂质量的前提下，其工艺简单、材料出品率高，制备成本较低。

权利要求

1.铝合金轮毂冲旋生产方法，依次包括如下步骤：

A)备料：将厚度为10～16mm铝合金板材定尺为四方板材；

B)冲压：将步骤A)形成的四方板材放入冲压机中冲压，冲压宽度不超过轮毂宽度，同时，冲压出PCD孔，形成轮毂胚料；

C)旋压：将步骤B)所形成的胚料通过旋压模具夹装在旋压机上旋压形成出铝合金轮毂的轮唇；以及所述步骤A)中所用的铝合金板材为6061铝合金板材；

所述步骤B)中所用的冲压机为500～1000吨油压机；

所述步骤B)中所冲压出的宽度为铝合金轮毂宽度的1/2～5/6。

2.根据权利要求1所述的铝合金轮毂冲旋生产方法，其特征在于：所述步骤B)中所冲压出的宽度为铝合金轮毂宽度的2/3。

3.用于权利要求1或2所述的铝合金轮毂冲旋生产方法的旋压模具，其特征在于：所述旋压模具从左至右依次包括前模、顶出盖和尾顶，其中，前模和旋压机的联轴器相配，尾顶和旋压机的顶杆相配，胚料夹于顶出盖和尾顶之间，且前模和顶出盖之间设有碟簧；

所述前模和顶出盖之间设有限位连接螺栓；

所述碟簧套在限位连接螺栓上；

所述顶出盖包括连接推动块、后模圈和易脱圈，其中，碟簧顶在前模和连接推动块之间，且连接推动块的外侧边缘具有外斜面；后模圈通过后模螺钉固定于前模的右侧面，且后模圈的内圈边缘设有内斜面、外侧边缘设有燕尾槽；易脱圈包括连接在一起的2块垂直圈块和2块水平圈块，垂直圈块和水平圈块间隔分布，相互接触的垂直圈块和水平圈块的接触面同时呈水平或同时呈垂直状，且垂直圈块和水平圈块的外侧边缘均设有燕尾块；同时，外斜面和内斜面相配，燕尾槽和燕尾块相配，易脱圈的外侧面和内弧圈相配。

说明书

铝合金轮毂冲旋生产方法及其所用旋压模具

技术领域

[0001] 本发明涉及铝合金轮毂制备技术领域，尤其是涉及一种铝合金轮毂冲旋生产方法。本发明还公开了该方法中所用的旋压模具。

背景技术

[0002] 目前，采用锻旋工艺制备的铝合金三片式轮毂越来越多的用于赛车、越野车、大巴车及高档轿车上，充分体现了其独特的个性化需求。但是生产所用锻旋工艺复杂，材料出品率低，成本居高不下。因此有必要予以改进。

发明内容

[0003] 针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种铝合金轮毂冲旋生产方法，它具有在保证铝合金轮毂质量的前提下，其工艺简单、材料出品率高，制备成本较低的特点。进一步，本发明还公开了该方法中所用的旋压模具。

[0004] 为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：铝合金轮毂冲旋生产方法，依次包括如下步骤：

[0005] A)备料：将厚度为10～16mm铝合金板材定尺为四方板材；

[0006] B)冲压：将步骤A)形成的四方板材放入冲压机中冲压，冲压宽度不超过轮毂宽度，同时，冲压出PCD孔，从而形成轮毂胚料；

[0007] C)旋压：将步骤B)所形成的胚料通过旋压模具装在在旋压机上旋压形成出铝合金轮毂的轮唇；以及

[0008] 所述步骤A)中所用的铝合金板材为6061铝合金板材；

[0009] 所述步骤B)中所用的冲压机为500～1000吨油压机；

[0010] 所述步骤B)中所冲压出的宽度为铝合金轮毂宽度的1/2～5/6。

[0011] 所述步骤B)中所冲压出的宽度为铝合金轮毂宽度的2/3。

[0012] 采用该方法后，本发明的铝合金轮毂制备方法的优点是：

[0013] 1)铝合金轮毂的力学性能较佳。见图1a和图1b所示，用冷冲压成胚代替加热锻压出胚工艺，减少了在锻造过程中因加热而产生的材料组织的不稳定性，确保了金相组织的稳定性和晶粒度因反复加热而粗大的缺陷。由此，经过常规力学性能实验，见附表所示，本发明的铝合金轮毂的力学性能相对于原有的锻旋和铸旋方法而言，均具有一定优势。

[0014] 附表：

[0015] 本发明的制备工艺和常见的锻旋、铸旋工艺所形成的轮毂力学性能比较表[0016]

[0017] 2)见图2a和图2b所示，用冲旋工艺(即冲压和旋压相结合)所制备的轮毂的轮唇的整体性较好，提高了轮唇部分的强度、一致性、安全性和美观性。

[0018] 3)冲压出胚仅需1分钟出一件，无需加热，提高了工效，节约了能源(锻压需将铝合金加热到450～470℃，平均5分钟一件，还需保温数小时，大量的耗用了能源。

[0019] 4)设备投入较少。减少了模具投入：冲压模寿命平均1、5～2万件，而热锻模平均寿命5000～8000次。减少了加热炉的投资，且冲压机床投资低于锻压机床。

[0020] 5)经测试，使用了冲压结合旋压工艺后，提高了材料出品率30％以上，提高了生产效率200％以上，节省了劳动力50％。

[0021] 本发明的铝合金轮毂冲旋生产方法中所用的旋压模具，从左至右依次包括前模、顶出盖和尾顶，其中，前模和旋压机的联轴器相配，尾顶和旋压机的顶杆相配，胚料夹于顶出盖和尾顶之间，且前模和顶出盖之间设有碟簧。

[0022] 所述前模和顶出盖之间设有限位连接螺栓；

[0023] 所述碟簧套在限位连接螺栓上；

[0024] 所述顶出盖包括连接推动块、后模圈和易脱圈，其中，碟簧顶在前模和连接推动块之间，且连接推动块的外侧边缘具有外斜面；后模圈通过后模螺钉固定于前模的右侧面，且后模圈的内圈边缘设有内斜面、外侧边缘设有燕尾槽；易脱圈包括连接在一起的2块垂直圈块和2块水平圈块，垂直圈块和水平圈块间隔分布，相互接触的垂直圈块和水平圈块的接触面同时呈水平或同时呈垂直状，且垂直圈块和水平圈块的外侧边缘均设有燕尾块；同时，外斜面和内斜面相配，燕尾槽和燕尾块相配。

[0025] 该旋压模具所具有的优点是：

[0026] 模具旋压和铝合金轮毂胚料易于分离，使用方便。该旋压模具在使用时，操作者仅需将胚料夹紧于顶出盖和尾顶之间，之后开动旋压机即可。当胚料旋压完成后，即便是具有内弧圈的轮毂，虽然胚料的内弧圈将顶出盖包裹在其内，但是顶出盖包括有能够左右移动的易脱圈。具体的，内弧圈将易脱圈包裹。这样，松动尾顶后，易脱圈在连接推动块的推动下，随同胚料向右位移，直至从后模圈的燕尾槽上脱离。之后，易脱圈的垂直圈块或水平圈块向内部滑动，从而易脱圈支离后脱离内弧圈的包裹，使胚料和易脱圈轻松分离。

附图说明

[0027] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

[0028] 图1a是原有技术的锻旋工艺形成的铝合金轮毂的金相组织图；

[0029] 图1b是本发明的冲旋工艺形成的铝合金轮毂的金相组织图；

[0030] 图2a是原有技术的锻旋工艺形成的铝合金轮毂的轮唇的主视剖视图；

[0031] 图2b是本发明的冲旋工艺形成的铝合金轮毂的轮唇的主视剖视图；

[0032] 图3是本发明的旋压过程示意图；

[0033] 图4a是本发明的实施例1的旋压模具在旋压程序开始时尾顶压紧后的装配示意图；

[0034] 图4b是本发明的实施例1的旋压模具在旋压程序结束时尾顶脱开后的装配示意图；

[0035] 图5a是本发明的实施例2的旋压模具在旋压程序开始时尾顶压紧后的装配示意图；

[0036] 图5b是本发明的实施例2的旋压模具在旋压程序结束时尾顶脱开后的装配示意图；

[0037] 图5c是本发明的实施例2的易脱圈和后模圈的分解示意图。

[0038] 图中：10、前模，11、螺杆通过孔；20、顶出盖，21、连接推动块，211、外斜面，22、后模圈，221、内斜面，222、燕尾槽，223、后模螺钉，23、易脱圈，231、垂直圈块，232、水平圈块，233、燕尾块，234、接触面；30、尾顶；40、限位连接螺栓；50、碟簧；100、胚料，101、内弧圈，
102、轮唇；200、旋压件。

具体实施方式

[0039] 以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。

[0040] 实施例1，制备铝合金轮毂前片。该生产方法，依次包括如下步骤：

[0041] A)备料：将厚度为10～16mm铝合金板材定尺为四方板材，其中铝合金板材为6061铝合金板材；

[0042] B)冲压：将步骤A)形成的四方板材放入500～1000吨的冲压机中冲压至所需宽度。同时，冲压出PCD孔，从而形成轮毂胚料100。具体的，所冲压出的宽度为铝合金轮毂宽度的1/2～5/6，优化为2/3。其中，所冲出的PCD孔可以作为在以下工序中用于定位和夹持。

[0043] C)旋压：将步骤B)所形成的胚料100通过旋压模具装在在旋压机上旋压形成出铝合金轮毂的轮唇102。其中，见图3所示，旋压过程即旋压件200在平移下压胚料100的表面的过程中，伴随有旋压件200的自旋。这样，所形成的轮唇102整体性能较好。

[0044] 见图4a和图4b所示，旋压时所用的旋压模具为从左至右依次包括前模10、顶出盖20和尾顶30。其中，前模10和旋压机的联轴器相配。即，旋压加工时，前模10固定连接于旋压机的联轴器上。尾顶30和旋压机的顶杆相配。即，旋压加工时，尾顶30安装在旋压机顶杆上。此时，胚料100夹于顶出盖20和尾顶30之间。为了使加工完成后，胚料100能够自行从模具上脱离，前模10和顶出盖20之间设有碟簧50。即，旋压加工完成后，尾顶30向右位移，碟簧50向右推动顶出盖20位移，从而胚料100从前模10和顶出盖20上脱离。

[0045] 优化的，为了顶出胚料100后，顶出盖20和前模10之间具有间隙，但是不会分离，则前模10和顶出盖20之间设有限位连接螺栓40。具体的，该限位连接螺栓40的螺杆旋接在顶出盖20左侧。同时，前模10上设有螺杆通过孔11，限位连接螺栓40的螺杆间隙配合的穿过该螺杆通过孔11，且限位连接螺栓40的头部位于前模10的左侧。这样，该限位连接螺栓40能够在前模10的螺杆通过孔11内滑动，从而顶出盖20和前模10之间的距离能够发生变化，但是二者始终连接。此时，为了旋压模具结构的紧凑，碟簧50可以套在限位连接螺栓40上。

[0046] 这样，当旋压程序开始，尾顶30向左顶，碟簧50压缩，使胚料100压紧在顶出盖20上，之后对胚料100进行旋压加工。当旋压程序结束，尾顶30向右退回，碟簧50松开，将旋胚100和顶出盖20弹出。但是，顶出盖20受到限位连接螺栓40的管制，则胚料100和顶出盖20分离。

[0047] 实施例2，制备具有内弧圈101的铝合金轮毂时，其所用生产方法与实施例1相同，区别在于旋压步骤中作用的旋压模具有所不同。具体的，见图5a至图5c所示：该旋压模具从左至右依次包括前模10、顶出盖20和尾顶30。其中，前模10和旋压机的联轴器相配。即，旋压加工时，前模10固定连接于旋压机的联轴器上。尾顶30和旋压机的顶杆相配。即，旋压加工时，尾顶30安装在旋压机顶杆上。此时，胚料100夹于顶出盖20和尾顶30之间，且前模10和顶出盖20之间设有碟簧50。同时，顶出盖20包括连接推动块21、后模圈
22和易脱圈23。其中，碟簧50顶在前模10和连接推动块21之间，且连接推动块21的外侧边缘具有外斜面211；后模圈22通过后模螺钉223固定于前模10的右侧面，且后模圈22的内侧边缘设有内斜面221、外侧边缘设有燕尾槽222；易脱圈23包括连接在一起的2块垂直圈块231和2块水平圈块232，垂直圈块231和水平圈块232间隔分布，相互接触的垂直圈块231和水平圈块232的接触面234同时呈水平或同时呈垂直状，且垂直圈块231和水平圈块232的外侧边缘均设有燕尾块233。此时，外斜面211和内斜面221相配。即，外斜面211和内斜面221均呈左小右大的锥形，从而后模圈22对连接推动块21单向限位。燕尾槽222和燕尾块233相配。即，易脱圈23和后模圈22通过燕尾结构连接。当然，燕尾槽
222和燕尾块233的所处位置可以互换。易脱圈23的外侧面和内弧圈101相配。即，易脱圈23的外侧面紧贴内弧圈101。亦即：内弧圈101的形成以易脱圈23的外侧面为模。

[0048] 优化的，为了顶出胚料100后，连接推动块21和前模10之间具有间隙，但是不会分离，则前模10和连接推动块21之间设有限位连接螺栓40。具体的，该限位连接螺栓40的螺杆旋接在连接推动块21左侧。同时，前模10上设有螺杆通过孔11，限位连接螺栓40的螺杆间隙配合的穿过该螺杆通过孔11，且限位连接螺栓40的头部位于前模10的左侧。这样，该限位连接螺栓40能够在前模10的螺杆通过孔11内滑动，从而连接推动块21和前模10之间的距离能够发生变化，但是二者始终连接。此时，为了旋压模具结构的紧凑，碟簧
50可以套在限位连接螺栓40上。

[0049] 这样，当旋压程序开始，尾顶30左顶，碟簧50被压缩，使胚料100压紧在顶出盖20的易脱圈23上，即可对胚料进行旋压。旋压时，胚料100的内弧圈101以易脱圈23的外侧面为模而形成。当旋压结束后，尾顶30退回，碟簧50松开，并使旋胚料100带着易脱圈23向右滑出，而连接推动快21由于有限位连接螺栓40管制、后模圈22固定连接于前模10，则胚料100带易脱圈23和后模圈22、连接推动快21分离而脱落。此时，垂直圈块231或水平圈块232垂直方向或水平方向上无互相牵制，在重力影响下便会自动脱落。