楊金嶺，馬澤云，楊 荔

(1.中信戴卡股份有限公司，河北秦皇島066011；2.河北北方學(xué)院檢驗學(xué)院，河北張家口075000)

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新型鋁輪轂閉式模鍛復(fù)合模具

楊金嶺1，馬澤云1，楊 荔2

(1.中信戴卡股份有限公司，河北秦皇島066011；2.河北北方學(xué)院檢驗學(xué)院，河北張家口075000)

文章介紹一種新型鍛造鋁輪轂閉式模鍛復(fù)合模具，使用該模具可提高工作效率，減少后續(xù)加工時間和生產(chǎn)成本。

閉式鍛造鋁輪轂復(fù)合模具；沖中心孔；沖斜窗口；輪輞擴孔

鍛造鋁合金輪轂是轎車、卡車上重要的安全件。與傳統(tǒng)鋼材質(zhì)輪轂相比，鍛造鋁合金輪轂因具有造型美觀、重量輕、散熱好、省油、低噪音、輕量化性能更高、更安全、更節(jié)能等特點，而倍受青睞。鍛造工藝最大的特點是促使合金材料內(nèi)部組織晶粒結(jié)構(gòu)均勻、緊密，形成良好的金屬纖維流線組織，成形產(chǎn)品精度高，內(nèi)在結(jié)構(gòu)致密，機械強度高。應(yīng)用于鋁合金車輪的復(fù)合鍛造工藝，采用軸向閉模軋鍛工藝，通過施加正壓力及斜向旋輥軋壓力同時作用的方式制出最初毛坯形狀，再鍛造出筋及凸凹形然后旋壓成形。復(fù)合鍛造工藝節(jié)約設(shè)備投資，降低模具費用，生產(chǎn)場地占用面積大大減少。同時，由于采用標準型鋁棒加工，鋁棒的表面缺陷集中在車輪的加工表面，毛坯精度幾乎接近成品要求，保證后序加工余量小，且班產(chǎn)效率高。

鋁合金車輪鍛造技術(shù)是繼傳統(tǒng)的重力、擠壓、低壓等鋁合金車輪鑄造工藝后，國內(nèi)鋁合金車輪生產(chǎn)工藝的一次全新變革。此技術(shù)所生產(chǎn)的產(chǎn)品力學(xué)性能比常規(guī)低壓鑄造工藝的要高18%以上，材料可節(jié)約15%以上，可大大降低并杜絕常規(guī)低壓鑄造的通病，是國際上較具競爭力的新技術(shù)，有較好的市場應(yīng)用前景。

1 原有鍛造模具

原有模具只能進行單一輪轂毛坯的擴孔，輪轂毛坯成型正面向下，在向下的正向壓力作用下成型正面極易變形，且不能同時進行沖中心孔和沖輪轂毛坯窗口。中心孔需要單獨增加鉆床加工，毛坯窗口內(nèi)金屬需要機加工序去除，這就帶來后續(xù)工序的繁瑣，同時增加了生產(chǎn)周期和成本。圖1模具是原始鍛造模具。

1-上連接板；2-脹套；3-頂出機構(gòu)；4-下模；5-下連接板；6-底板圖1 原擴孔模具Fig.1 Structural diagram of original reaming die

2 新型模具特點及工作過程

2.1 特點

新型模具的設(shè)計，通過將輪轂毛坯正面成型面向上放置，防止向下的正向下壓力壓合成型面變形，同時完成沖中心孔沖頭、沖斜窗口、輪輞擴孔多個工序，可減少后續(xù)加工輪轂毛坯的時間和工序。為國內(nèi)輪轂鍛造模具設(shè)計找到了新的提高工作效率的途徑，大大縮短了輪轂生產(chǎn)周期，也減少了設(shè)備和人力占用時間。

2.2 技術(shù)方案

如圖2 所示，新型中心沖頭(8)、窗口斜沖頭(7)之間通過小彈簧(6)、螺栓與上模(5)、上模連接板(4)進行連接，上墊板(2)與上板(1)通過螺栓進行連接，上板(1)與上模(5)通過導(dǎo)向螺栓(3-1)和大彈簧(3)進行連接。下模刃口(10)與下模(12)通過過盈熱裝壓合裝配而成。脹套(11)與下板(14)通過螺栓連接。下模(12)與托盤(13)通過螺栓連接。托盤(13)置于頂料器(15)上。

(1)工步一 (2)工步二 (3)工步三1-上板；2-上墊板；3-大彈簧；3-1-導(dǎo)向螺栓；4-上模連接板；5-上模；6-小彈簧；7-窗口斜沖頭；8-中心沖頭；9-毛坯；10-下模芯；11-脹套；12-下模；13-托盤；14-下板；15-頂桿；16-廢料圖2 本實用新型模具示意圖Fig.2 Schematic illustration of new die

2.3 具體工作過程

工步一。機器手將毛坯(9)放在下模(12)上離開，壓力機帶動上板(1)和上墊板(2)下行落下，在上墊板(2)與上模連接板(4)逐漸接觸過程中，中心沖頭(8)和窗口斜沖頭(7)下行的同時，小彈簧(3)壓縮完成沖壓中心孔廢料和窗口廢料的過程。同時脹套(11)脹開毛坯(9)輪輞(圖2(1)、(2))。整個過程中導(dǎo)向螺栓(3-1)起導(dǎo)向作用。

工步二。壓力機帶動上板(1)和上墊板(2)上行抬起，中心沖頭(8)脫開毛坯(9)，窗口斜沖頭(7)在彈簧(3)作用下脫開毛坯(9)，下模(12)在托盤(13)下頂桿(15)上行帶動下頂起毛坯(9)(圖2(3))。整個過程中導(dǎo)向螺栓(3-1)起導(dǎo)向作用，大彈簧(3)最終通過彈力起脫開上模(5)作用。

工步三。機器手夾走毛坯(9)離開完成一次工作過程。

3 結(jié)束語

通過本實用新型閉式鍛造鋁輪轂沖中心孔、沖斜窗口、輪輞擴孔復(fù)合模具的設(shè)計，開闊了國內(nèi)設(shè)計新型鍛造鋁輪轂復(fù)合模具的思路，提高了工作效率，大大縮短了輪轂生產(chǎn)周期，減少了設(shè)備和人力占用時間。

New Composite Die for Aluminum Hub Produced by Closed-Die Forging

YANG Jinling1, MA Zeyun1, YANG Li2

(1. CITIC Dicastal Co., Ltd., Qinhuangdao 066011, China; 2.Inspection School of Hebei North University, Zhangjiakou 075000, China )

The paper presented a new composite die for aluminum hub produced by closed-die forging, and it pointed out that applying the die can improve work efficiency, shorten the time for subsequent processing and reduce production costs.

composite die for aluminum hub produced by closed-die forging; center bore punching; side bore punching; rim bore reaming

2015-04-15

楊金嶺(1965- )，男，高級工程師，主要從事模具、工裝、旋壓、機加設(shè)計及工藝技術(shù)工作。

TG315.2

B

1671-6795(2015)05-0048-02