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鋁合金輪轂成形效率對比[ 03-28 09:05 ]

圖3-34和3-35為不同工藝方案中坯料在旋轉輾鍛工序中載荷一時間曲線，分析可知:旋轉輾鍛工序中模具所受徑向載荷方案一稍小于方案二，但載荷震蕩幅度較大;旋轉輾鍛工序中所受軸向載荷方案二略大于方案一，但并不明顯。模擬過程中達到最終成形效果所需時間方案一約為40s，方案二只需20s，成形時間明顯減少。綜上所述采用方案二進行實際生產更能提高產品生產效率，更能高效利用已有資源，因此確定方案二為鍛造鋁合金車輪工藝試驗方案。

鋁合金輪轂成形質量對比[ 03-28 08:05 ]

鍛造鋁合金車輪不同工藝方案中坯料變形過程示意圖，如圖3-33所示。由圖3-33可知:不同工藝方案中坯料在旋轉輾鍛成形過程中金屬流動趨勢是一致的;但在優(yōu)化工藝方案中由于旋轉輾鍛工序所用坯料為6061鋁合金鑄棒的墩粗件，可以有效的降低零件在旋轉輾鍛的高徑比，保證成形過程中零件的穩(wěn)定性。

優(yōu)化結果分析[ 03-27 10:05 ]

墩粗后鍛件形貌如圖3-27所示，其最大直徑約為Φ386mm，鍛件高度約為200mm。墩粗以后鋁合金棒料由原始高度430mm壓縮至200mm，同時最大直徑由原始Φ229mm增大至Φ377mm坯料的高徑比明顯減小，能夠有效保障后續(xù)旋轉輾鍛成形過程中坯料變形的穩(wěn)定性。對坯料墩粗工序模擬結果進行統(tǒng)計，得到其載荷一時間曲線如圖3-28所示。由圖3-28可知，墩粗工序中隨變形量的增加，所需成形力增大明顯，整個墩粗過程中最大載荷約為250t，在規(guī)定變形量內并未超出鍛造設備額定載荷。墩粗工序結束后鍛件等效應力分布云圖如圖3-29所

鋁合金輪轂鍛造的工藝優(yōu)化方案[ 03-27 09:05 ]

制定合理的鋁合金車輪鍛造工藝，實現(xiàn)已有裝備的充分利用，并提高產品生產效率，在實際生產中具有重大意義。在實際生產中鍛造鋁合金車輪制坯工序結束后需要630t壓力機進行沖孔工序，由于沖孔工序的時間遠遠小于旋轉輾鍛工序時間，因此導致630t壓力機不能得到高效的利用。基于對實際生產過程中時間參數(shù)的優(yōu)化，結合本研究制造工藝和實際生產已有，對下料一旋轉輾鍛工藝進行方案優(yōu)化，擬定其鍛造過程工步圖，如圖3-22所備設示。鋁合金車輪成形具體過程為:將坯料加熱至所需溫度，通過機械將坯料送至墩粗模具上進行墩粗;旋轉輾鍛模具需預熱到所需溫度

鋁合金輪轂入模的圓角半徑[ 03-27 08:05 ]

由鋁合金車輪旋轉輾鍛成形坯料的變形過程可知，下模入模圓角半徑對成形過程中金屬的流動影響極大，入模圓角半徑越大越有利于下模型腔的填充。但實際應用過程中為了減輕車輪的重量，要求入模圓角半徑應盡量小，若入模圓角半徑較大則在后期機加過程中產生較大的加工余量。因此在鋁合金車輪旋轉輾鍛精密成形時合理的入模圓角半徑極為重要。根據(jù)鋁合金車輪鍛造模具設計經驗，對鋁合金車輪旋轉輾鍛工藝進行模擬時選取入模圓角半徑，分別為:R20,  R60,  R80。綜上所述:在數(shù)值模擬試驗中，試驗因子選用坯料成形溫度、摩擦因子和

鋁合金車輪旋轉碾鍛的摩擦因子[ 03-26 10:05 ]

在鋁合金可鍛溫度下成形時，其變形抗力比普通鋼大，流動性差，外摩擦系數(shù)大，極易產生粘模現(xiàn)象。鋁合金這一特性不僅會引起鍛件起皮，鍛件表面粗糙，有時甚至出現(xiàn)脫模受阻而中斷生產的現(xiàn)象。由于本文研究對象體積較大，且在成形過程中坯料與模具的接觸面積較大，故摩擦在成形過程中會對成形載荷產生極大影響。因此，研究成形過程中摩擦因子對鋁合金車輪旋轉輾鍛成形的影響意義重大。鋁合金車輪旋轉輾鍛過程中所用潤滑劑為油基石墨，通過鍛壓手冊查找鋁合金熱鍛時典型摩擦值可知，在熱鍛過程中使用石墨潤滑劑時其摩擦因子取值約為0.4~0.5。因此通過數(shù)值模

鋁合金輪轂坯料成形溫度[ 03-26 09:05 ]

由于鋁合金具有較好的塑性，易于進行塑性加工，因而常用于制造各類中等載荷、形狀復雜的鍛件，但在熱加工過程中鋁合金熱敏感性很高，因此熱加工時必須嚴格控制加熱溫度。由于鋁合金可鍛溫度范圍較小，一般都在150℃以內，甚至有部分高強度鋁合金的鍛造溫度范圍不到100℃，故研究坯料成形溫度在鋁合金熱變形過程中常常占據(jù)著十分重要的地位。因此鍛造過程中必須精確控制成形溫度，一般溫差控制在10℃以內。同時對鍛造的工具或模具預熱可有效保證終鍛溫度，提高鋁合金的塑性和流動性，改善鋁合金的成形條件。因此在鋁合金車輪旋轉輾鍛過程中，選取合理的

鋁合金車輪旋轉輾鍛壓力機的工作原理[ 03-26 08:05 ]

旋轉輾鍛壓力機的工作原理是:經預熱的旋轉輾鍛模具通過卡盤，分別與設備上、下主軸相連，然后將熱坯料放置在模具型腔中，上模與下模成呈固定夾角，坯料及下模跟隨下主軸一同旋轉，上模隨滑塊做軸向進給運動，上模與坯料接觸后由于摩擦作用隨之轉動，鋁合金車輪旋轉輾鍛工作過程如圖1-11所示。工作過程中上、下模具既要承受模具與坯料之間的摩擦力又要承受坯料的變形抗力，但由于旋轉輾鍛過程為坯料連續(xù)局部壓縮變形，因此與傳統(tǒng)模鍛相比模具所承受由坯料帶來的變形抗力較小，使用壽命相對較高。鋁合金車輪旋轉輾鍛工藝與通常的擺動輾壓有所不同，其設備上

鋁合金車輪旋轉輾鍛機的組成[ 03-25 10:05 ]

鋁合金車輪旋轉輾鍛機是由擺頭、滑塊、油缸、機身(上橫梁、下橫梁、立柱和拉緊螺栓等)和機械傳動系統(tǒng)等5部分組成。旋轉輾鍛機的結構相比傳統(tǒng)鍛壓設備多兩個軸線成5。夾角的上、下主軸和相應機械傳動系統(tǒng)。其中一個為帶動滑塊做直線運動的液壓傳動系統(tǒng)，另一個為使主軸繞軸線轉動的機械傳動系統(tǒng)。旋轉輾鍛壓力機的結構簡圖如圖1-8所示。旋轉輾鍛上力機的主軸相連下模具分別與旋轉輾鍛壓力機的上、下卡盤相連，卡盤與旋轉輾鍛壓工作時下模及卡盤跟隨下主軸高速旋轉，上模在旋轉輾鍛壓力機的滑塊帶動下做軸向運動，旋轉輾鍛壓力機卡盤結構如圖1-9所示。

簡化車輪成形工藝流程，提高生產率[ 03-25 09:05 ]

旋轉輾鍛工藝生產鍛造鋁合金車輪，采用鑄造鋁合金棒料成形，不需要模鍛環(huán)節(jié)，簡化了生產工藝流程，生產同尺寸鋁合金車輪所需設備噸位小，可以顯著降低生產成本，提高生產率。同時由于旋轉輾鍛壓力機自身重量輕，僅是完成相同工序液壓機本體重量的1/5-1/8，而且廠房相對較低、占地面積小，可以進一步為車輪生產節(jié)省成本。

可以保障鋁合金車輪正面非加工區(qū)域的表面質量和機械性能[ 03-25 08:05 ]

旋轉輾鍛成形中坯料的變形過程為:棒料與上模接觸后在上模壓力作用下逐步變形為蘑菇狀，隨著變形程度的進一步增大坯料進入模具型腔，并在模具型腔中完成最終車輪的成形。通過旋轉輾鍛工藝成形鋁合金車輪，可將鑄棒心部金屬翻到車輪的正面，有效地保障了車輪正面的非加工區(qū)域的表面質量，成形效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)鍛造方式，適用于鍛造鋁合金車輪的制坯工序。旋轉輾鍛成形過程中坯料變形示意如圖1-7所示。旋轉輾鍛成形過程中，坯料不同部位金屬發(fā)生變形的先后順序為與上模接觸的部分金屬首先發(fā)生變形，由此往下逐漸發(fā)生變形。由于靠近上模的工件上單位壓力較大，

鋁合金車輪旋轉輾鍛成形工藝可實現(xiàn)鍛造鋁合金車輪的小噸位設備精密生產[ 03-24 10:05 ]

可實現(xiàn)鍛造鋁合金車輪的小噸位設備精密生產旋轉輾鍛成形工藝通過坯料的局部累積變形完成制坯工序，工作噪聲小，且大大降低了的成形設備噸位。該工藝所需的成形力約為傳統(tǒng)鍛造設備噸位的 1/10~1/20。旋轉輾鍛壓力機上模軸線與旋轉輾鍛壓力機主軸之間呈 γ=5°的夾角，整個成形過程中上模與坯料之間始終保持局部接觸。旋轉輾鍛壓力機上模軸線與壓力機主軸之間夾角γ值的大小直接影響成形過程中的接觸面積率、成形力、塑性變形區(qū)的深度、金屬流動性和變形的均勻性，而且對機身上主軸的跳動、導向精度、機身剛度、生產效率和工件的成形質量等

鋁合金車輪旋轉輾鍛工藝研究[ 03-24 09:05 ]

旋轉輾鍛工藝是一種針對大型客車、重型卡車以及高檔轎車鋁合金車輪零件連續(xù)局部成形的先進鍛造工藝。該工藝在鍛造鋁合金車輪生產過程中可以有效減少生產工序，降低制造生產成本。成形過程中上模對金屬坯料的成形壓力只作用在工件表面的局部位置，因此輾鍛壓力小，可以代替成形噸位是其20倍的常規(guī)鍛壓設備。旋轉輾鍛工藝的關鍵設備是旋轉輾鍛壓力機，也是鋁合金車輪成形工藝的核心裝備之一。20世紀后期，德國ANTON  &  LEIFELD公司開發(fā)了用于鋁合金車輪鍛坯成形的旋轉輾鍛壓力機，該機型的工作原理與 AGW

鍛造鋁合金車輪研究現(xiàn)狀[ 03-24 08:05 ]

鍛造鋁合金車輪最早是由美國鋁業(yè)于1948年發(fā)明，并在以后60多年時間里其性能得到了不斷改進和提高。美國鋁業(yè)作為目前鍛造鋁合金車輪生產企業(yè)全球領導者，擁有最多規(guī)格的產品，產品類型涉及鍛造中、小型轎車車輪、公共大轎車車輪及重型車車輪等，在全球商用車輛鋁合金車輪市場占有率極高，壟斷了鍛造鋁合金車輪的市場。除美國鋁業(yè)以外，其它較著名的車輪制造企業(yè)還有：美國的ARE公司、超級工業(yè)國際公司，德國的羅那公司、BBC公司、SRS公司，日本的托皮公司、日立、ENKETT公司、豐田等公司。目前國外鍛造鋁合金車輪應用范圍極廣，包括高端轎

鍛造鋁合金車輪工藝[ 03-23 10:05 ]

鋁合金車輪鍛造生產工藝，一般為:將高溫加熱的圓柱型鋁合金棒料，在鍛壓設備上經過預鍛、終鍛，直接將坯料鍛造成車輪毛坯形狀。目前我國常用鍛造鋁合金車輪的工藝流程，如圖1-5所示。鍛壓設備為6000t和8000t通用鍛造壓力機，這種大型鍛壓設備價格昂貴，國產設備單臺價格高達1600萬元一1800萬元，而且在使用過程中能耗高，單機功率為1200kW-15OOkW，是鍛造鋁合金車輪制造成本最高的工序。我國對鍛造鋁合金車輪成形機理與技術的研究起步較晚，由于鍛造鋁合金車輪工藝復雜、設備投資大，在一定程度上限制了鋁合金車輪鍛造技術

鍛造鋁合金車輪的特點[ 03-23 09:05 ]

采用鍛造工藝成形鋁合金車輪，能打碎金屬內部柱狀晶、改善材料宏觀偏析，同時把鑄態(tài)組織轉變?yōu)殄憫B(tài)組織，從而極大改善鋁合金材料的組織和性能，并在合適的條件下閉合內部空隙，提高材料致密度。經鍛造后形成的金屬流線具有一定的方向性，可大大提高零件的幾何尺寸質量。與其他生產工藝相比，鍛造鋁合金車輪具有更為突出的優(yōu)點，主要表現(xiàn)為:（1）鍛造鋁合金車輪質量輕，能顯著降低油耗。鍛造鋁合金車輪的重量相對傳統(tǒng)鑄造鋁合金車輪與鋼制車輪分別可減重23%和50%，安裝鍛造鋁合金車輪以后，能夠顯著降低汽車重量。例如一輛拖掛重型載貨汽車或半掛車共有

鋁合金車輪成形之鍛造法[ 03-23 08:05 ]

鍛造成形工藝是將鑄造的盤狀或棒狀坯料進行塑性變形的過程，與低壓鑄造相比，鍛造工藝能極大地改善鋁合金材料的組織和性能，把鑄態(tài)組織轉變?yōu)殄憫B(tài)組織，閉合材料內部孔隙，提高材料致密度，鍛件的縱向和橫向力學性能均得到了明顯提高。鍛造鋁合金車輪的生產工藝流程如圖1-4所示，其中預鍛和終鍛是鍛造鋁合金車輪的制坯工序。目前阻礙我國鍛造鋁合金車輪發(fā)展的主要原因是鍛造鋁合金車輪生產工藝復雜、設備投資大、生產成本高，因此鍛造鋁合金車輪生產技術在我國還未得到廣泛應用，是我國鍛造鋁合金車輪生產中急需解決的問題。目前鋁合金車輪在乘用車上已得到

鋁合金車輪成形之液態(tài)模鍛法[ 03-22 10:50 ]

液態(tài)模鍛是一種兼具鑄造和模鍛工藝特點的新興金屬成形工藝，利用金屬鑄造凝固成形時易流動的特點與模鍛技術相結合，強制性消除金屬液凝固收縮過程中形成的縮孔等缺陷，以獲得無任何鑄造缺陷的工件。與鑄件相比，液態(tài)模鍛件補縮徹底，成型精度高，而與熱模鍛件相比，金屬液體的流動性遠遠大于固體金屬，成形容易，成形過程中所需成形力較小。與鍛造工藝相比，液態(tài)模鍛仍存在金屬液凝固過程中，由于工件形狀、合金成分、應力狀態(tài)等影響因素，產生的不均勻應變場，在金屬液凝固末期，晶間的延伸性不足導致承受即時應力產生的應變量時，容易發(fā)生沿晶斷裂等缺陷。液

鋁合金車輪成形之低壓鑄造法[ 03-22 10:44 ]

壓力鑄造是液態(tài)金屬在壓力作用下以極高的速度充滿型腔，讓液態(tài)金屬在壓力作用下凝固而獲得符合型腔形狀的鑄件。低壓鑄造生產的鑄件組織致密，力學性能好，機械性能好，鑄件的尺寸精確，表面光潔，由于型腔中氣體很難完全排除，氣體會在后期熱處理過程中發(fā)生膨脹，影響鑄件綜合性能。低壓鑄造，是介于高壓鑄造和重力鑄造之間的一種澆注工藝，其工藝參數(shù)可人為控制，由于金屬液在壓力作用下完成充型，可以提高金屬液的流動性，在結晶與凝固中可以得到充分的補縮，從而可以獲得組織致密的鑄件，也有利于獲得輪廓清晰的鑄件，適用于生產壁厚不同、大小不同、高度不

鋁合金6061的概述[ 03-22 10:36 ]

鋁合金具有較高的比強度、適合多種成形方式，是汽車輕量化的首選材料，在汽車工業(yè)上已得到廣泛應用。近年來，隨著鋁合金零件向著復雜化、精密化、多規(guī)格、多用途方面的發(fā)展，鋁合金零部件在汽車上的用量及其所占比重都明顯增加，已經遍及汽車的發(fā)動機、空間框架、底盤、車輪等多個部分。目前汽車工業(yè)用鋁合金材料主要分為鑄造鋁合金和變形鋁合金。其中鑄造鋁合金主要用于生產各類鑄件，如汽車發(fā)動機、制動系統(tǒng)等。在汽車工業(yè)發(fā)達的國家一半以上鋁鑄件用于汽車零部件，如日本鋁鍛件、鋁鑄件及其合金件占汽車全部鋁用量的90%以上。變形鋁合金由于具有高的比強