大型鋁合金輪轂鍛造工藝制造技術

本發明專利技術涉及一種大型鋁合金輪轂鍛造工藝，特征是：采用大型鋁合金輪轂鍛造生產線的加工工藝，包括如下步驟：鋁合金棒料切割、棒料加熱、坯料經預鍛液壓機預鍛壓制、工件二次加熱保溫、工件經輪轂終鍛液壓機終鍛壓制及工件擴孔切邊整形；生產線包括：棒料切割機、棒料加熱爐、夾取工件機械手、預鍛液壓機、輪轂終鍛液壓機、輪轂擴孔切邊液壓機和輪轂壓制模具。優點是：可大幅度提高輪轂成品件的機械性能與物理性能及成品率，實現鋁合金輪轂一次壓制成型，簡化鋁合金輪轂的壓制工藝，大大節省二次加工整形的費用、時間與人力，提高設備在生產制造中的安全性與工作效率。本鍛造工藝的自動化程度高，可滿足鋁合金輪轂的現代化生產制造工藝。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于汽車輪轂加工
，特別是涉及一種大型鋁合金輪轂鍛造工藝。
技術介紹
輪轂作為汽車最重要的運動部件之一，對其性能、重量及使用壽命均有很高的要求。近年來，由于鋁合金輪轂以其質量輕、散熱快、減震性能好、壽命長平衡好等優勢，在汽車工業中脫穎而出，并普遍為各種新車型所采用。目前，國內外制造鋁合金輪轂的方法主要分為兩大類一類是鍛造法，其中，國外最先進的工藝是由連鑄工序和三個鍛造工序組成，該法雖然質量好，但成品率只有50%左右，價格昂貴。另一類是鑄造法，分重力鑄造和低壓鑄造。重力鑄造法產品中縮孔、疏松、氣孔等缺陷嚴重，機械強度低，成品率低，國外已經淘汰。傳統的壓制模具大多采用整體結構，當整體結構模具在壓制損壞后，則需要整體更換上、下模具，因此費工費時費料，加大鋁合金輪轂生產成本，造成資源極大的浪費；此外，上述壓制模具存在加工精度和自動化水平低的缺陷，故不適用于全自動化鋁合金輪轂生產 線。由于鋁輪轂是一種材料密集型、勞動力密集型的低附加值產品，再加上鋁鑄造是一個有污染、耗能高、工人勞動條件差的行業。因此傳統的鋁合金輪轂制造方法及配套使用的壓制模具急待改進。基于鋁合金的特點與鋼合金相比，相同體積形狀下，整體重量減輕，物理性能提升。尤其在汽車，飛機，橋梁，機械機床中等多種領域發展迅速。鋁合金輪轂在汽車發展過程中是革命性的進步，降低后的整車重量不僅可大幅度降低能耗，達到節能減排的效果，還可實現降低輪轂對輪胎的損耗，提高輪胎的使用壽命。但是，鋁合金壓制的溫度范圍比較窄，毛坯料在一定溫度下加熱之后，放入預熱的模具中進行初、精度鍛造，鍛壓機在低速擠壓過程中，補償工件損失的熱量，令工件在極為穩定的溫度區間內完成鍛壓工藝，工件從鍛壓開始到結束以至整個保壓過程中，內部的拉伸、延展和變形相同，以此實現良好的鍛壓效果。上述等溫鍛造過程中，保持鍛造溫度穩定是保證產品質量的關鍵，傳統鍛造液壓機的溫度保持不夠穩定，壓制速度相對較快，溫度轉換的速度不如被鍛壓工件將溫度傳遞給模具之后散失的速度快，所以工件的模鍛效果不佳，成品率低。對于采用傳統工藝鑄造的輪轂，需要將鋁合金棒料加熱到溶化易流動的狀態，并需要較大功率的加熱爐，且加熱時間較長，加熱完成后所需移動澆注的運行成本較高。冷卻開模后，鑄造缺陷體現在無法預見和因特殊情況導致的內部沙眼氣孔，進而導致輪轂成品率較低，并且鑄造成型后幾乎所有的表面均需加工。鋁合金輪轂以其美觀、安全、穩定、舒適、節能的優異性能普遍為各種新車型所采用，鍛造是制造鋁合金輪轂的最先進的方法，經鍛造的鋁合金輪轂強度是一般鋁輪轂的3倍，而且重量比鑄造的鋁合金輪轂輕20%。但是有些造型美觀且結構相對復雜的鋁合金輪轂，往往不可能一次鍛壓成型，因而需要進行二次加工，即將壓制后的飛邊等需經過簡單的加工與打磨，上述方式不僅浪費人力、物力和財力，而且加工時間長，故需要與其配套使用的整形切邊液壓機。目前，傳統的切邊液壓機切邊后的飛邊廢料均是通過人工取出，很多情況下，由于人工操作很容易發生安全事故，進而給生產安全帶來很大隱患。鋁合金輪轂在預鍛壓制和終鍛壓制完成后均需要對模具的上下模腔進行噴霧潤滑處理，大部分鋁合金輪轂液壓機的噴霧潤滑均采用水基石墨。由于該物質極易產生煙霧和有毒有害的氣體，對人體產生毒害作用，操作工人在操作時均需要戴著防護口罩，但是由于周圍環境長期受到釋放污染，因此防護口罩只是簡單的防護，而無法達到真正意義上的對工人身體健康保護，很多情況下，這種環境污染對操作人員的身體健康造成了極大的危害。綜上所述，采用傳統的鑄造或鍛壓設備已無法滿足高生產效率和降低運營成本的需求，故需要鋁合金輪轂的自動化生產制造工藝。
技術實現思路
本專利技術為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種大型鋁合金輪轂鍛造工藝。·本專利技術的目的是提供一種可大幅度提高輪轂成品件的機械性能與物理性能以及輪轂鍛造效果和成品率，實現結構復雜的鋁合金輪轂一次壓制成型，進一步簡化鋁合金輪轂的壓制工藝，大大節省后期二次加工整形的費用、時間與人力，提高設備在生產制造中的安全性與工作效率。本鍛造工藝的預鍛壓制、終鍛壓制及擴孔切邊壓機均為全程可視操作，可有效防止有害氣霧對操作人員身體造成傷害。此外，工件送料和上料定位準確，便于操作，自動化程度高，故可滿足鋁合金輪轂的自動化生產制造工藝。本專利技術為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是大型鋁合金輪轂鍛造工藝，其特征在于采用大型鋁合金輪轂鍛造生產線的加工工藝，包括如下步驟I)按照設定的長度對鋁合金棒料進行切割；2)所述切割的鋁合金棒料放置棒料加熱爐中加熱；3)所述加熱的鋁合金坯料通過預鍛液壓機進行預鍛壓制；4)預鍛壓制的工件送入中間加熱爐進行二次加熱保溫；5)將加熱保溫的工件送入輪轂終鍛液壓機中進行終鍛壓制；6)經終鍛壓制的工件進行通過鋁合金輪轂擴孔切邊液壓機進行擴孔切邊整形；所述大型鋁合金輪轂鍛造生產線包括棒料切割機、棒料加熱爐、用于取送工件的一號機械手及位于一號機械手一側的預鍛液壓機、用于取送工件的二號機械手及設置在二號機械手一側的輪轂終鍛液壓機、三號機械手及設置在三號機械手一側的鋁合金輪轂擴孔切邊液壓機和鋁合金輪轂壓制模具，所述棒料切割機與棒料加熱爐之間設有冷料傳輸輥道，棒料加熱爐另一端與一號機械手之間設有熱料傳輸輥道，所述預鍛液壓機一側設置模具加熱爐、換模小車及換模小車軌道，在預鍛液壓機另一側設有預鍛潤滑噴霧裝置，所述二號機械手與三號機械手之間設置中間加熱爐或傳送輥道，在所述輪轂終鍛液壓機一側設有終鍛潤滑噴霧裝置。本專利技術還可以采用如下技術方案將鋁合金棒料放入棒料切割機中按照設定的長度進行鋸切，切割過程中要求鋁合金棒料的兩端切斷面保持相互平行。所述切割好的鋁合金棒料放置棒料加熱爐中加熱，將鋁合金棒料在棒料加熱爐內加熱達到450-500°C，在棒料加熱爐輸出鋁合金棒料之前，檢測鋁合金棒料內外溫度，使其內外溫差保持在20°C。所述加熱至450-500°C的鋁合金坯料通過一號機械手送入預鍛液壓機的模具中進行預鍛壓制，并將鋁合金坯料壓制成盤狀，并由預鍛液壓機頂出盤狀工件，然后通過預鍛潤滑噴霧裝置對預鍛液壓機模具中心區域噴涂油基石墨潤滑劑。所述預鍛壓制的工件通過一號機械手送入中間加熱爐對其進行二次加熱保溫3-5分鐘，使其達到500°C。將加熱保溫至500°C的盤狀工件通過二號機械手送入輪轂終鍛液壓機中進行終鍛壓制成底盤輪輻狀，并由輪轂終液壓機頂出底盤輪輻狀工件，通過終鍛潤滑噴霧裝置對終鍛液壓機模具中心區域噴涂油基石墨潤滑劑。經終鍛壓制的工件進行通過鋁合金輪轂擴孔切邊液壓機進行擴孔切邊整形，通過所述三號機械手送入擴孔切邊壓機擴孔切邊整形模具的下模上，下模為凸形模具；擴孔切 邊壓機的滑塊下行，使擴孔切邊整形模具的凹形上模下壓，使上模與下模合模，并將輪轂下壓入凸形下模上，此時可完成輪轂的擴孔加工，在其接近完成擴孔的同時，即凹形上模完全下移到位時，由凹形上模的切刀對輪轂周邊的飛邊進行切邊；與此同時，啟動自動切邊打料裝置的打料氣缸，再將切下的飛邊通過打料頭打到位于機身左側的集廢料盒中，然后，擴孔切邊壓機的下頂出缸將鋁合金輪轂頂起，由三號機械手從擴孔切邊壓機內取出鋁合金輪轂，至此完成了鋁合金輪轂一次切邊整型操作；經擴孔切邊整形后的輪轂開口本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種大型鋁合金輪轂鍛造工藝，其特征在于：采用大型鋁合金輪轂鍛造生產線的加工工藝，包括如下步驟：1）按照設定的長度對鋁合金棒料進行切割；2）所述切割的鋁合金棒料放置棒料加熱爐中加熱；3）所述加熱的鋁合金坯料通過預鍛液壓機進行預鍛壓制；4）預鍛壓制的工件送入中間加熱爐進行二次加熱保溫；5）將加熱保溫的工件送入輪轂終鍛液壓機中進行終鍛壓制；6）經終鍛壓制的工件進行通過鋁合金輪轂擴孔切邊液壓機進行擴孔切邊整形；所述大型鋁合金輪轂鍛造生產線包括：棒料切割機、棒料加熱爐、用于取送工件的一號機械手及位于一號機械手一側的預鍛液壓機、用于取送工件的二號機械手及設置在二號機械手一側的輪轂終鍛液壓機、三號機械手及設置在三號機械手一側的鋁合金輪轂擴孔切邊液壓機和鋁合金輪轂壓制模具，所述棒料切割機與棒料加熱爐之間設有冷料傳輸輥道，棒料加熱爐另一端與一號機械手之間設有熱料傳輸輥道，所述預鍛液壓機一側設置模具加熱爐、換模小車及換模小車軌道，在預鍛液壓機另一側設有預鍛潤滑噴霧裝置，所述二號機械手與三號機械手之間設置中間加熱爐或傳送輥道，在所述輪轂終鍛液壓機一側設有終鍛潤滑噴霧裝置。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：郝雪峰，
申請(專利權)人：天津市天鍛壓力機有限公司，
類型：發明
國別省市：