铝合金轮毂成形效率对比[ 03-28 09:05 ]

图3-34和3-35为不同工艺方案中坯料在旋转辗锻工序中载荷一时间曲线，分析可知:旋转辗锻工序中模具所受径向载荷方案一稍小于方案二，但载荷震荡幅度较大;旋转辗锻工序中所受轴向载荷方案二略大于方案一，但并不明显。模拟过程中达到最终成形效果所需时间方案一约为40s，方案二只需20s，成形时间明显减少。综上所述采用方案二进行实际生产更能提高产品生产效率，更能高效利用已有资源，因此确定方案二为锻造铝合金车轮工艺试验方案。

铝合金轮毂成形质量对比[ 03-28 08:05 ]

锻造铝合金车轮不同工艺方案中坯料变形过程示意图，如图3-33所示。由图3-33可知:不同工艺方案中坯料在旋转辗锻成形过程中金属流动趋势是一致的;但在优化工艺方案中由于旋转辗锻工序所用坯料为6061铝合金铸棒的墩粗件，可以有效的降低零件在旋转辗锻的高径比，保证成形过程中零件的稳定性。

优化结果分析[ 03-27 10:05 ]

墩粗后锻件形貌如图3-27所示，其最大直径约为Φ386mm，锻件高度约为200mm。墩粗以后铝合金棒料由原始高度430mm压缩至200mm，同时最大直径由原始Φ229mm增大至Φ377mm坯料的高径比明显减小，能够有效保障后续旋转辗锻成形过程中坯料变形的稳定性。对坯料墩粗工序模拟结果进行统计，得到其载荷一时间曲线如图3-28所示。由图3-28可知，墩粗工序中随变形量的增加，所需成形力增大明显，整个墩粗过程中最大载荷约为250t，在规定变形量内并未超出锻造设备额定载荷。墩粗工序结束后锻件等效应力分布云图如图3-29所

铝合金轮毂锻造的工艺优化方案[ 03-27 09:05 ]

制定合理的铝合金车轮锻造工艺，实现已有装备的充分利用，并提高产品生产效率，在实际生产中具有重大意义。在实际生产中锻造铝合金车轮制坯工序结束后需要630t压力机进行冲孔工序，由于冲孔工序的时间远远小于旋转辗锻工序时间，因此导致630t压力机不能得到高效的利用。基于对实际生产过程中时间参数的优化，结合本研究制造工艺和实际生产已有，对下料一旋转辗锻工艺进行方案优化，拟定其锻造过程工步图，如图3-22所备设示。铝合金车轮成形具体过程为:将坯料加热至所需温度，通过机械将坯料送至墩粗模具上进行墩粗;旋转辗锻模具需预热到所需温度

铝合金轮毂入模的圆角半径[ 03-27 08:05 ]

由铝合金车轮旋转辗锻成形坯料的变形过程可知，下模入模圆角半径对成形过程中金属的流动影响极大，入模圆角半径越大越有利于下模型腔的填充。但实际应用过程中为了减轻车轮的重量，要求入模圆角半径应尽量小，若入模圆角半径较大则在后期机加过程中产生较大的加工余量。因此在铝合金车轮旋转辗锻精密成形时合理的入模圆角半径极为重要。根据铝合金车轮锻造模具设计经验，对铝合金车轮旋转辗锻工艺进行模拟时选取入模圆角半径，分别为:R20,  R60,  R80。综上所述:在数值模拟试验中，试验因子选用坯料成形温度、摩擦因子和

铝合金车轮旋转碾锻的摩擦因子[ 03-26 10:05 ]

在铝合金可锻温度下成形时，其变形抗力比普通钢大，流动性差，外摩擦系数大，极易产生粘模现象。铝合金这一特性不仅会引起锻件起皮，锻件表面粗糙，有时甚至出现脱模受阻而中断生产的现象。由于本文研究对象体积较大，且在成形过程中坯料与模具的接触面积较大，故摩擦在成形过程中会对成形载荷产生极大影响。因此，研究成形过程中摩擦因子对铝合金车轮旋转辗锻成形的影响意义重大。铝合金车轮旋转辗锻过程中所用润滑剂为油基石墨，通过锻压手册查找铝合金热锻时典型摩擦值可知，在热锻过程中使用石墨润滑剂时其摩擦因子取值约为0.4~0.5。因此通过数值模

铝合金轮毂坯料成形温度[ 03-26 09:05 ]

由于铝合金具有较好的塑性，易于进行塑性加工，因而常用于制造各类中等载荷、形状复杂的锻件，但在热加工过程中铝合金热敏感性很高，因此热加工时必须严格控制加热温度。由于铝合金可锻温度范围较小，一般都在150℃以内，甚至有部分高强度铝合金的锻造温度范围不到100℃，故研究坯料成形温度在铝合金热变形过程中常常占据着十分重要的地位。因此锻造过程中必须精确控制成形温度，一般温差控制在10℃以内。同时对锻造的工具或模具预热可有效保证终锻温度，提高铝合金的塑性和流动性，改善铝合金的成形条件。因此在铝合金车轮旋转辗锻过程中，选取合理的

铝合金车轮旋转辗锻压力机的工作原理[ 03-26 08:05 ]

旋转辗锻压力机的工作原理是:经预热的旋转辗锻模具通过卡盘，分别与设备上、下主轴相连，然后将热坯料放置在模具型腔中，上模与下模成呈固定夹角，坯料及下模跟随下主轴一同旋转，上模随滑块做轴向进给运动，上模与坯料接触后由于摩擦作用随之转动，铝合金车轮旋转辗锻工作过程如图1-11所示。工作过程中上、下模具既要承受模具与坯料之间的摩擦力又要承受坯料的变形抗力，但由于旋转辗锻过程为坯料连续局部压缩变形，因此与传统模锻相比模具所承受由坯料带来的变形抗力较小，使用寿命相对较高。铝合金车轮旋转辗锻工艺与通常的摆动辗压有所不同，其设备上

铝合金车轮旋转辗锻机的组成[ 03-25 10:05 ]

铝合金车轮旋转辗锻机是由摆头、滑块、油缸、机身(上横梁、下横梁、立柱和拉紧螺栓等)和机械传动系统等5部分组成。旋转辗锻机的结构相比传统锻压设备多两个轴线成5。夹角的上、下主轴和相应机械传动系统。其中一个为带动滑块做直线运动的液压传动系统，另一个为使主轴绕轴线转动的机械传动系统。旋转辗锻压力机的结构简图如图1-8所示。旋转辗锻上力机的主轴相连下模具分别与旋转辗锻压力机的上、下卡盘相连，卡盘与旋转辗锻压工作时下模及卡盘跟随下主轴高速旋转，上模在旋转辗锻压力机的滑块带动下做轴向运动，旋转辗锻压力机卡盘结构如图1-9所示。

简化车轮成形工艺流程，提高生产率[ 03-25 09:05 ]

旋转辗锻工艺生产锻造铝合金车轮，采用铸造铝合金棒料成形，不需要模锻环节，简化了生产工艺流程，生产同尺寸铝合金车轮所需设备吨位小，可以显著降低生产成本，提高生产率。同时由于旋转辗锻压力机自身重量轻，仅是完成相同工序液压机本体重量的1/5-1/8，而且厂房相对较低、占地面积小，可以进一步为车轮生产节省成本。

可以保障铝合金车轮正面非加工区域的表面质量和机械性能[ 03-25 08:05 ]

旋转辗锻成形中坯料的变形过程为:棒料与上模接触后在上模压力作用下逐步变形为蘑菇状，随着变形程度的进一步增大坯料进入模具型腔，并在模具型腔中完成最终车轮的成形。通过旋转辗锻工艺成形铝合金车轮，可将铸棒心部金属翻到车轮的正面，有效地保障了车轮正面的非加工区域的表面质量，成形效果明显优于传统锻造方式，适用于锻造铝合金车轮的制坯工序。旋转辗锻成形过程中坯料变形示意如图1-7所示。旋转辗锻成形过程中，坯料不同部位金属发生变形的先后顺序为与上模接触的部分金属首先发生变形，由此往下逐渐发生变形。由于靠近上模的工件上单位压力较大，

铝合金车轮旋转辗锻成形工艺可实现锻造铝合金车轮的小吨位设备精密生产[ 03-24 10:05 ]

可实现锻造铝合金车轮的小吨位设备精密生产旋转辗锻成形工艺通过坯料的局部累积变形完成制坯工序，工作噪声小，且大大降低了的成形设备吨位。该工艺所需的成形力约为传统锻造设备吨位的 1/10~1/20。旋转辗锻压力机上模轴线与旋转辗锻压力机主轴之间呈 γ=5°的夹角，整个成形过程中上模与坯料之间始终保持局部接触。旋转辗锻压力机上模轴线与压力机主轴之间夹角γ值的大小直接影响成形过程中的接触面积率、成形力、塑性变形区的深度、金属流动性和变形的均匀性，而且对机身上主轴的跳动、导向精度、机身刚度、生产效率和工件的成形质量等

铝合金车轮旋转辗锻工艺研究[ 03-24 09:05 ]

旋转辗锻工艺是一种针对大型客车、重型卡车以及高档轿车铝合金车轮零件连续局部成形的先进锻造工艺。该工艺在锻造铝合金车轮生产过程中可以有效减少生产工序，降低制造生产成本。成形过程中上模对金属坯料的成形压力只作用在工件表面的局部位置，因此辗锻压力小，可以代替成形吨位是其20倍的常规锻压设备。旋转辗锻工艺的关键设备是旋转辗锻压力机，也是铝合金车轮成形工艺的核心装备之一。20世纪后期，德国ANTON  &  LEIFELD公司开发了用于铝合金车轮锻坯成形的旋转辗锻压力机，该机型的工作原理与 AGW

锻造铝合金车轮研究现状[ 03-24 08:05 ]

锻造铝合金车轮最早是由美国铝业于1948年发明，并在以后60多年时间里其性能得到了不断改进和提高。美国铝业作为目前锻造铝合金车轮生产企业全球领导者，拥有最多规格的产品，产品类型涉及锻造中、小型轿车车轮、公共大轿车车轮及重型车车轮等，在全球商用车辆铝合金车轮市场占有率极高，垄断了锻造铝合金车轮的市场。除美国铝业以外，其它较著名的车轮制造企业还有：美国的ARE公司、超级工业国际公司，德国的罗那公司、BBC公司、SRS公司，日本的托皮公司、日立、ENKETT公司、丰田等公司。目前国外锻造铝合金车轮应用范围极广，包括高端轿

锻造铝合金车轮工艺[ 03-23 10:05 ]

铝合金车轮锻造生产工艺，一般为:将高温加热的圆柱型铝合金棒料，在锻压设备上经过预锻、终锻，直接将坯料锻造成车轮毛坯形状。目前我国常用锻造铝合金车轮的工艺流程，如图1-5所示。锻压设备为6000t和8000t通用锻造压力机，这种大型锻压设备价格昂贵，国产设备单台价格高达1600万元一1800万元，而且在使用过程中能耗高，单机功率为1200kW-15OOkW，是锻造铝合金车轮制造成本最高的工序。我国对锻造铝合金车轮成形机理与技术的研究起步较晚，由于锻造铝合金车轮工艺复杂、设备投资大，在一定程度上限制了铝合金车轮锻造技术

锻造铝合金车轮的特点[ 03-23 09:05 ]

采用锻造工艺成形铝合金车轮，能打碎金属内部柱状晶、改善材料宏观偏析，同时把铸态组织转变为锻态组织，从而极大改善铝合金材料的组织和性能，并在合适的条件下闭合内部空隙，提高材料致密度。经锻造后形成的金属流线具有一定的方向性，可大大提高零件的几何尺寸质量。与其他生产工艺相比，锻造铝合金车轮具有更为突出的优点，主要表现为:（1）锻造铝合金车轮质量轻，能显著降低油耗。锻造铝合金车轮的重量相对传统铸造铝合金车轮与钢制车轮分别可减重23%和50%，安装锻造铝合金车轮以后，能够显著降低汽车重量。例如一辆拖挂重型载货汽车或半挂车共有

铝合金车轮成形之锻造法[ 03-23 08:05 ]

锻造成形工艺是将铸造的盘状或棒状坯料进行塑性变形的过程，与低压铸造相比，锻造工艺能极大地改善铝合金材料的组织和性能，把铸态组织转变为锻态组织，闭合材料内部孔隙，提高材料致密度，锻件的纵向和横向力学性能均得到了明显提高。锻造铝合金车轮的生产工艺流程如图1-4所示，其中预锻和终锻是锻造铝合金车轮的制坯工序。目前阻碍我国锻造铝合金车轮发展的主要原因是锻造铝合金车轮生产工艺复杂、设备投资大、生产成本高，因此锻造铝合金车轮生产技术在我国还未得到广泛应用，是我国锻造铝合金车轮生产中急需解决的问题。目前铝合金车轮在乘用车上已得到

铝合金车轮成形之液态模锻法[ 03-22 10:50 ]

液态模锻是一种兼具铸造和模锻工艺特点的新兴金属成形工艺，利用金属铸造凝固成形时易流动的特点与模锻技术相结合，强制性消除金属液凝固收缩过程中形成的缩孔等缺陷，以获得无任何铸造缺陷的工件。与铸件相比，液态模锻件补缩彻底，成型精度高，而与热模锻件相比，金属液体的流动性远远大于固体金属，成形容易，成形过程中所需成形力较小。与锻造工艺相比，液态模锻仍存在金属液凝固过程中，由于工件形状、合金成分、应力状态等影响因素，产生的不均匀应变场，在金属液凝固末期，晶间的延伸性不足导致承受即时应力产生的应变量时，容易发生沿晶断裂等缺陷。液

铝合金车轮成形之低压铸造法[ 03-22 10:44 ]

压力铸造是液态金属在压力作用下以极高的速度充满型腔，让液态金属在压力作用下凝固而获得符合型腔形状的铸件。低压铸造生产的铸件组织致密，力学性能好，机械性能好，铸件的尺寸精确，表面光洁，由于型腔中气体很难完全排除，气体会在后期热处理过程中发生膨胀，影响铸件综合性能。低压铸造，是介于高压铸造和重力铸造之间的一种浇注工艺，其工艺参数可人为控制，由于金属液在压力作用下完成充型，可以提高金属液的流动性，在结晶与凝固中可以得到充分的补缩，从而可以获得组织致密的铸件，也有利于获得轮廓清晰的铸件，适用于生产壁厚不同、大小不同、高度不

铝合金6061的概述[ 03-22 10:36 ]

铝合金具有较高的比强度、适合多种成形方式，是汽车轻量化的首选材料，在汽车工业上已得到广泛应用。近年来，随着铝合金零件向着复杂化、精密化、多规格、多用途方面的发展，铝合金零部件在汽车上的用量及其所占比重都明显增加，已经遍及汽车的发动机、空间框架、底盘、车轮等多个部分。目前汽车工业用铝合金材料主要分为铸造铝合金和变形铝合金。其中铸造铝合金主要用于生产各类铸件，如汽车发动机、制动系统等。在汽车工业发达的国家一半以上铝铸件用于汽车零部件，如日本铝锻件、铝铸件及其合金件占汽车全部铝用量的90%以上。变形铝合金由于具有高的比强