新型铝轮毂闭式模锻复合模具

杨金岭，马泽云，杨 荔

(1.中信戴卡股份有限公司，河北秦皇岛066011；2.河北北方学院检验学院，河北张家口075000)



新型铝轮毂闭式模锻复合模具

杨金岭1，马泽云1，杨 荔2

(1.中信戴卡股份有限公司，河北秦皇岛066011；2.河北北方学院检验学院，河北张家口075000)

文章介绍一种新型锻造铝轮毂闭式模锻复合模具，使用该模具可提高工作效率，减少后续加工时间和生产成本。

闭式锻造铝轮毂复合模具；冲中心孔；冲斜窗口；轮辋扩孔

锻造铝合金轮毂是轿车、卡车上重要的安全件。与传统钢材质轮毂相比，锻造铝合金轮毂因具有造型美观、重量轻、散热好、省油、低噪音、轻量化性能更高、更安全、更节能等特点，而倍受青睐。锻造工艺最大的特点是促使合金材料内部组织晶粒结构均匀、紧密，形成良好的金属纤维流线组织，成形产品精度高，内在结构致密，机械强度高。应用于铝合金车轮的复合锻造工艺，采用轴向闭模轧锻工艺，通过施加正压力及斜向旋辊轧压力同时作用的方式制出最初毛坯形状，再锻造出筋及凸凹形然后旋压成形。复合锻造工艺节约设备投资，降低模具费用，生产场地占用面积大大减少。同时，由于采用标准型铝棒加工，铝棒的表面缺陷集中在车轮的加工表面，毛坯精度几乎接近成品要求，保证后序加工余量小，且班产效率高。

铝合金车轮锻造技术是继传统的重力、挤压、低压等铝合金车轮铸造工艺后，国内铝合金车轮生产工艺的一次全新变革。此技术所生产的产品力学性能比常规低压铸造工艺的要高18%以上，材料可节约15%以上，可大大降低并杜绝常规低压铸造的通病，是国际上较具竞争力的新技术，有较好的市场应用前景。

1 原有锻造模具

原有模具只能进行单一轮毂毛坯的扩孔，轮毂毛坯成型正面向下，在向下的正向压力作用下成型正面极易变形，且不能同时进行冲中心孔和冲轮毂毛坯窗口。中心孔需要单独增加钻床加工，毛坯窗口内金属需要机加工序去除，这就带来后续工序的繁琐，同时增加了生产周期和成本。图1模具是原始锻造模具。

1-上连接板；2-胀套；3-顶出机构；4-下模；5-下连接板；6-底板图1 原扩孔模具Fig.1 Structural diagram of original reaming die

2 新型模具特点及工作过程

2.1 特点

新型模具的设计，通过将轮毂毛坯正面成型面向上放置，防止向下的正向下压力压合成型面变形，同时完成冲中心孔冲头、冲斜窗口、轮辋扩孔多个工序，可减少后续加工轮毂毛坯的时间和工序。为国内轮毂锻造模具设计找到了新的提高工作效率的途径，大大缩短了轮毂生产周期，也减少了设备和人力占用时间。

2.2 技术方案

如图2 所示，新型中心冲头(8)、窗口斜冲头(7)之间通过小弹簧(6)、螺栓与上模(5)、上模连接板(4)进行连接，上垫板(2)与上板(1)通过螺栓进行连接，上板(1)与上模(5)通过导向螺栓(3-1)和大弹簧(3)进行连接。下模刃口(10)与下模(12)通过过盈热装压合装配而成。胀套(11)与下板(14)通过螺栓连接。下模(12)与托盘(13)通过螺栓连接。托盘(13)置于顶料器(15)上。

(1)工步一 (2)工步二 (3)工步三1-上板；2-上垫板；3-大弹簧；3-1-导向螺栓；4-上模连接板；5-上模；6-小弹簧；7-窗口斜冲头；8-中心冲头；9-毛坯；10-下模芯；11-胀套；12-下模；13-托盘；14-下板；15-顶杆；16-废料图2 本实用新型模具示意图Fig.2 Schematic illustration of new die

2.3 具体工作过程

工步一。机器手将毛坯(9)放在下模(12)上离开，压力机带动上板(1)和上垫板(2)下行落下，在上垫板(2)与上模连接板(4)逐渐接触过程中，中心冲头(8)和窗口斜冲头(7)下行的同时，小弹簧(3)压缩完成冲压中心孔废料和窗口废料的过程。同时胀套(11)胀开毛坯(9)轮辋(图2(1)、(2))。整个过程中导向螺栓(3-1)起导向作用。

工步二。压力机带动上板(1)和上垫板(2)上行抬起，中心冲头(8)脱开毛坯(9)，窗口斜冲头(7)在弹簧(3)作用下脱开毛坯(9)，下模(12)在托盘(13)下顶杆(15)上行带动下顶起毛坯(9)(图2(3))。整个过程中导向螺栓(3-1)起导向作用，大弹簧(3)最终通过弹力起脱开上模(5)作用。

工步三。机器手夹走毛坯(9)离开完成一次工作过程。

3 结束语

通过本实用新型闭式锻造铝轮毂冲中心孔、冲斜窗口、轮辋扩孔复合模具的设计，开阔了国内设计新型锻造铝轮毂复合模具的思路，提高了工作效率，大大缩短了轮毂生产周期，减少了设备和人力占用时间。

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

杨金岭(1965- )，男，高级工程师，主要从事模具、工装、旋压、机加设计及工艺技术工作。

TG315.2

B

1671-6795(2015)05-0048-02