CN113001115A - 一种铝合金车轮制造用高精度数控摆辗锻工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝合金车轮制造用高精度数控摆辗锻工艺，属于车轮制造技术领域；铝合金车轮常用的成形工艺有：铸造和锻造‑旋压。最早用于批量生产铝合金车轮的是铝合金重力铸造工艺，重力铸造的铝合金车轮为铸态组织，存在针孔、缩孔、缩松、裂纹、冷隔等铸造缺陷，成品率低，而且机械性能差，存在影响车轮的使用寿命以及整车的安全。其它铸造形式也存在上述类似的问题。摆动辗压‑旋压复合成形工艺可以避免铸态组织的缺陷，且成品率高，机械性能也大幅度提升，确保车轮的寿命及整车安全性。同时，还能节省能源，降低生产成本，350T的摆动辗压机在车轮锻造上即可完成8000T液压机的工作。
Description
技术领域
本发明属于车轮制造技术领域，特别涉及一种铝合金车轮制造用高精度数控摆辗锻工艺。
背景技术
做为汽车安保件之一的铝合金车轮，常用的成形工艺有：铸造和锻造-旋压。铸造有重力铸造、低压铸造、液态挤压、反压铸造、离心铸造、真空压铸、半凝固铸造。最早用于批量生产铝合金车轮的是铝合金重力铸造工艺，重力铸造的铝合金车轮为铸态组织，存在针孔、缩孔、缩松、裂纹、冷隔等铸造缺陷，成品率低，而且机械性能差，存在影响车轮的使用寿命以及整车的安全。其它铸造形式生产的车轮也为铸态组织，存在上述类似的问题。
为了解决上述现有技术问题的不足，本发明公开了一种铝合金车轮制造用高精度数控摆辗锻工艺，属于车轮制造技术领域，摆动辗压-旋压复合成形工艺可以避免铸态组织的缺陷，且成品率高，机械性能也大幅度提升，确保了车轮的寿命以及提高了整车的安全性。同时，还能节省能源，降低生产成本，350T的摆动辗压机在车轮锻造上及可以完成8000T液压机的工作。
发明内容
(一)要解决的技术问题
避免铸态组织的缺陷、成品率低、机械性能差、生产成本高。
(二)技术方案
本发明通过如下技术方案实现：
一种铝合金车轮制造用高精度数控摆锻工艺，包括如下步骤：
步骤100：毛坯加热；
步骤200：墩粗；
步骤300：锻造；
步骤400：冲中孔；
步骤500：旋压；
步骤600：热处理。
进一步的，所述步骤100将铝棒毛坯，放进加热炉，加热至锻造所需温度；加热采用步进式毛坯预热炉；所述毛坯加热采用连续生产线；所述毛坯进出料采用自动进出装置。
进一步的，所述毛坯加热时长为1分钟/件；所述毛坯加热方式采用热风循环；所述加热循环根据温度分区分配风量；所述步进式毛坯预热炉炉温均匀性≤±5℃；所述步进式毛坯预热炉采用温控仪器保证炉内温控精度±1℃；所述连续生产线设有炉温记录仪，用于记录炉温；所述步骤200利用液压机将预热好的铝棒毛坯墩粗。
进一步的，所述步骤300还包括以下步骤：
步骤310：锻造模具预热；
步骤320：放入步骤200中镦粗好的毛坯；
步骤330：监控模具及工件温度，若毛坯温度未达到预设温度则进入步骤331，若模具温度未达预设温度则进入步骤332；若毛坯及模具温度到达预设温度则进入步骤340；
步骤331：剔除毛坯；
步骤332：不启动锻造；
步骤340：锻压毛坯成锻坯。
进一步的，所述步骤340采用摆辗锻压机对毛坯进行摆辗锻压；所述步骤340锻压时长为1分钟/件；所述摆辗锻压机设有温度监控仪，实时监控工件温度及模具温度。
进一步的，所述步骤400利用液压机将步骤300锻造好的锻坯进行冲压，冲压出要求尺寸的中孔。
进一步的，所述步骤500将冲中孔后的锻坯旋压成旋坯；所述步骤500还包括以下步骤：
步骤510：上料；
步骤520：数控编程加工；
步骤530：旋坯成型。
进一步的，所述步骤530采用三旋轮数控旋压机进行旋压；所述旋压机设有主轴受力监控装置。
进一步的，所述步骤600对步骤500得到的旋坯进行热处理强化；所述热处理包括固溶处理和时效处理；
所述步骤600还包括以下步骤：
步骤610：滚道自动进料；
步骤620：固溶处理；
步骤630：淬水；
步骤640：倒水；
步骤650：时效处理；
步骤660：出料。
进一步的，所述热处理强化采用连续热处理炉；所述热处理强化热风循环加热方式；所述连续热处理炉炉温均匀性误差≤±5℃；所述步骤620及步骤650采用的装置设有人机界面；所述人机界面与PLC进行数据交换；所述人机界面现实加热炉内实时温度；所述连续热处理炉设有报警响铃；所述炉内温度异常时响铃响起。
(三)有益效果
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
为了解决上述现有技术问题的不足，本发明公开了一种铝合金车轮制造用高精度数控摆辗锻工艺，属于车轮制造技术领域，摆动辗压-旋压复合成形工艺可以避免铸态组织的缺陷，且成品率高，机械性能也大幅度提升，确保了车轮的寿命以及提高了整车的安全性。同时，还能节省能源，降低生产成本，350T的摆动辗压机在车轮锻造上及可以完成8000T液压机的工作。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明的步骤300包括的工艺流程图；
图3为本发明的步骤330包括的工艺流程图；
图4为本发明的步骤500包括的工艺流程图；
图5为本发明的步骤600包括的工艺流程图；
具体实施方式
请参阅图1、图2、图3、图4及图5，一种铝合金车轮制造用高精度数控摆锻工艺，包括如下步骤：
步骤100：毛坯加热；
步骤200：墩粗；
步骤300：锻造；
步骤400：冲中孔；
步骤500：旋压；
步骤600：热处理。
其中，所述步骤100将铝棒毛坯，放进加热炉，加热至锻造所需温度；加热采用步进式毛坯预热炉；所述毛坯加热采用连续生产线；所述毛坯进出料采用自动进出装置。
其中，所述毛坯加热时长为1分钟/件；所述毛坯加热方式采用热风循环；所述加热循环根据温度分区分配风量；所述步进式毛坯预热炉炉温均匀性≤±5℃；所述步进式毛坯预热炉采用温控仪器保证炉内温控精度±1℃；所述连续生产线设有炉温记录仪，用于记录炉温；所述步骤200利用液压机将预热好的铝棒毛坯墩粗。
其中，所述步骤300还包括以下步骤：
步骤310：锻造模具预热；
步骤320：放入步骤200中镦粗好的毛坯；
步骤330：监控模具及工件温度，若铝棒毛坯温度未达到预设温度则进入步骤331，若模具温度未达预设温度则进入步骤332；若毛坯及模具温度到达预设温度则进入步骤340；
步骤331：剔除毛坯；
步骤332：不启动锻造；
步骤340：锻压毛坯成锻坯。
其中，所述步骤340采用摆辗锻压机对铝棒毛坯进行摆辗锻压；所述步骤340锻压时长为1分钟/件；所述摆辗锻压机设有温度监控仪，实时监控工件温度及模具温度。
其中，所述步骤400利用液压机将步骤300锻造好的锻坯进行冲压，冲压出要求尺寸的中孔。
其中，所述步骤500将冲中孔后的锻坯旋压成旋坯；所述步骤500还包括以下步骤：
步骤510：上料；
步骤520：数控编程加工；
步骤530：旋坯成型。
其中，所述步骤530采用三旋轮数控旋压机进行旋压；所述旋压机设有主轴受力监控装置。
其中，所述步骤600对步骤500得到的旋坯进行热处理强化；所述热处理包括固溶处理和时效处理；
所述步骤600还包括以下步骤：
步骤610：滚道自动进料；
步骤620：固溶处理；
步骤630：淬水；
步骤640：倒水；
步骤650：时效处理；
步骤660：出料。
其中，所述热处理强化采用连续热处理炉；所述热处理强化热风循环加热方式；所述连续热处理炉炉温均匀性误差≤±5℃；所述步骤620及步骤650采用的装置设有人机界面；所述人机界面与PLC进行数据交换；所述人机界面现实加热炉内实时温度；所述连续热处理炉设有报警响铃；所述炉内温度异常时响铃响起。
工作原理：
做为汽车安保件之一的铝合金车轮，常用的成形工艺有：铸造和锻造-旋压。铸造有重力铸造、低压铸造、液态挤压、反压铸造、离心铸造、真空压铸、半凝固铸造。最早用于批量生产铝合金车轮的是铝合金重力铸造工艺，重力铸造的铝合金车轮为铸态组织，存在针孔、缩孔、缩松、裂纹、冷隔等铸造缺陷，成品率低，而且机械性能差，存在影响车轮的使用寿命以及整车的安全。其它铸造形式生产的车轮也为铸态组织，存在上述类似的问题。摆动辗压-旋压复合成形工艺可以避免铸态组织的缺陷，且成品率高，机械性能也大幅度提升，确保了车轮的寿命以及提高了整车的安全性。同时，还能节省能源，降低生产成本，350T的摆动辗压机在车轮锻造上及可以完成8000T液压机的工作。
假设加工铝合金车轮，在加热步骤：将铝棒毛坯，放进加热炉，加热到锻造所需温度。毛坯加热采用连续生产线，进出料均采用自动进出装置，生产节拍达到每分钟1件，加热方式采用热风循环加热，根据温度分区位置合理分配风量，炉温均匀性≤±5℃，精密温控仪器确保温控精度达到±1℃,同时生产线配备进口炉温记录仪，时时对温度进行记录、保存，以便追溯管理。在镦粗步骤：对去除完表面氧化皮的铝棒进行墩粗。锻造步骤：将铝棒放进预热好的锻造模具中，以摆辗锻方式，锻压成锻坯；采用摆辗锻工艺，生产线配备机械手自动进出料，生产节拍达到每分钟1件，设备配备精密的工件和模具温度监控仪，生产过程中对没能达到温度的工件及时给予剔除，当模具未达到设定温度时则不予启动，确保锻造质量。同时摆辗锻工艺有效确保锻件内部晶相组织的均匀性，提高产品强度。在冲中孔步骤：将锻造好的锻坯，冲压出要求尺寸的中孔；旋压步骤：采用三个旋轮，旋压成形旋坯。采用数控旋压机加工，配备3个旋轮轴同步加工。使用可编程控制***，有成型可控、可预先编程，实现全数字控制整个产品的成型。加工过程能够时刻监控主轴的受力情况。经过旋压后有效细化了轮辋部分材料的晶相组织，提高了轮辋的强度。在热处理步骤：将旋坯热处理强化，热处理包括固溶处理和时效处理。热处理采用连续炉热处理方式，产品通过滚道自动进料、固溶处理、淬水、倒水、时效处理、出料，加热方式采用热风循环加热，炉温均匀性误差≤±5℃，该智能高效固熔时效装置采用的是人机界面与PLC进行数据交流，对加热炉的炉温进行时刻监控，当出现异常将以报警的响铃告知相关操作人员进行现场处理。过程形成完整的炉温记录，做到信息时时更新及反馈。
本发明的控制方式是通过人工启动和关闭开关来控制，动力元件的接线图与电源的提供属于本领域的公知常识，并且本发明主要用来保护机械装置，所以本发明不再详细解释控制方式和接线布置。
本发明的控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，电源的提供也属于本领域的公知常识，并且本发明主要用来保护机械装置，所以本发明不再详细解释控制方式和电路连接。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种铝合金车轮制造用高精度数控摆辗锻工艺，其特征在于：包括如下步骤：
步骤100：毛坯加热；
步骤200：墩粗；
步骤300：锻造；
步骤400：冲中孔；
步骤500：旋压；
步骤600：热处理。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金车轮制造用高精度数控摆辗锻工艺，其特征在于：所述步骤100将铝棒毛坯，放进加热炉，加热至锻造所需温度；加热采用步进式毛坯预热炉；所述毛坯加热采用连续生产线；所述毛坯进出料采用自动进出装置。
3.根据权利要求2所述的一种铝合金车轮制造用高精度数控摆辗锻工艺，其特征在于：所述毛坯加热时长为1分钟/件；所述毛坯加热方式采用热风循环；所述加热循环根据温度分区分配风量；所述步进式毛坯预热炉炉温均匀性≤±5℃；所述步进式毛坯预热炉采用温控仪器保证炉内温控精度±1℃；所述连续生产线设有炉温记录仪，用于记录炉温；所述步骤200利用液压机将预热好的铝棒毛坯墩粗。
4.根据权利要求1所述的一种铝合金车轮制造用高精度数控摆辗锻工艺，其特征在于：所述步骤300还包括以下步骤：
步骤310：锻造模具预热；
步骤320：放入步骤200中镦粗好的毛坯；
步骤330：监控模具及工件温度，若毛坯温度未达到预设温度则进入步骤331，若模具温度未达预设温度则进入步骤332；若毛坯及模具温度到达预设温度则进入步骤340；
步骤331：剔除毛坯；
步骤332：不启动锻造；
步骤340：锻压毛坯成锻坯。
5.根据权利要求4所述的一种铝合金车轮制造用高精度数控摆辗锻工艺，其特征在于：所述步骤340采用摆辗锻压机对毛坯进行摆辗锻压；所述步骤340锻压时长为1分钟/件；所述摆辗锻压机设有温度监控仪，实时监控工件温度及模具温度。
6.根据权利要求1所述的一种铝合金车轮制造用高精度数控摆锻工艺，其特征在于：所述步骤400利用液压机将步骤300锻造好的锻坯进行冲压，冲压出要求尺寸的中孔。
7.根据权利要求1所述的一种铝合金车轮制造用高精度数控摆辗锻工艺，其特征在于：所述步骤500将冲中孔后的锻坯旋压成旋坯；所述步骤500还包括以下步骤：
步骤510：上料；
步骤520：数控编程加工；
步骤530：旋坯成型。
8.根据权利要求7所述的一种铝合金车轮制造用高精度数控摆辗锻工艺，其特征在于：所述步骤530采用三旋轮数控旋压机进行旋压；所述旋压机设有主轴受力监控装置。
9.根据权利要求1所述的一种铝合金车轮制造用高精度数控摆辗锻工艺，其特征在于：所述步骤600对步骤500得到的旋坯进行热处理强化；所述热处理包括固溶处理和时效处理；
所述步骤600还包括以下步骤：
步骤610：滚道自动进料；
步骤620：固溶处理；
步骤630：淬水；
步骤640：倒水；
步骤650：时效处理；
步骤660：出料。
10.根据权利要求9所述的一种铝合金车轮制造用高精度数控摆辗锻工艺，其特征在于：所述热处理强化采用连续热处理炉；所述热处理强化热风循环加热方式；所述连续热处理炉炉温均匀性误差≤±5℃；所述步骤620及步骤650采用的装置设有人机界面；所述人机界面与PLC进行数据交换；所述人机界面现实加热炉内实时温度；所述连续热处理炉设有报警响铃；所述炉内温度异常时响铃响起。
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