[发明专利]镁合金汽车轮毂精密成型装置及其成型工艺

说明书

技术领域

本发明涉及属于精密成型装置技术领域，尤其是涉及一种镁合金汽车轮毂精密成型装置及其工艺。

背景技术

镁合金是21世纪绿色环保材料，其重量是钢的1/4，是铝的64％，而且刚度、强度相对较好，用它来制作汽车轮毂与其他金属材料相比，在耐冲击，吸振减震，阻尼性能方面都超过其它金属材料，是续钢轮，铝轮后减轻效果最突出的车轮材料。目前汽车工业面临能源、废气排放的制约，实现汽车自身的轻量化是汽车工业发展的一个重要方向，以镁合金代替铝合金作汽车轮毂是汽车及小轿车发展的趋势。

国外已采用镁合金制造汽车轮毂。其工艺有低压铸造法、重力浇注法、以及模锻旋压法等。前两种工艺对制成的车轮分子晶粒粗大，缩松缩孔多，报废率高；后一种模锻、滚压、旋压工艺，在品质上有很大突破，制作的轮毂强度，韧性度有极大提高，但制造成本高，其工序多，模具多，而且设备要求高，生产的镁合金车轮价格高昂，只能用于赛车和高档轿车，很难进入普通汽车中应用。而国内目前较少有厂家生产镁合金轮毂，工艺技术上采用的仍是低压制造法和重力浇铸法。

已知中国专利申请号为03100893.3提供了镁合金汽车轮毂铸挤复合成型方法，采用铸造工艺制成具有原始组织和形状坯料，特点是预成型、镦挤成型与等温挤压、以及精整形工序，通过正反挤镦，锻压成型，以及精整形工艺，涉及的设备较多，有铸造设备、冲压设备、挤压设备、精整设备等，为之工序周转也多，所需成型模具多，设备投资较大，生产成本较高。

如中国专利申请号200510010214.8固态热挤压镁合金轮毂的成型装置及其成型方法。这种成型方法虽然简单一次成型，但不足之处在于：1.其装置上凸模与下凸模定位，采用的是导柱导套定位，该定位方法，在冷冲模中适用，在热挤压模中并不合理，因为模具受热传递后，膨胀系数不一，导柱无法扦入导套，因为导柱、导套的间隙较小，要扦入必须扩大导套孔经，如此定位将产生偏移。2.运用左右两半分模法，制造的模架相对较大，自锁力度差，挤压时易产生大量飞边。3.左右两半分模法，顶杆的力向上通过销轴向外翻转提取产品，该结构要求复杂，给装配和维修带来不便。4.加热器的使用在凹模内，受上升、翻转、下落，多次反复加热器容易折断损坏，加热器在上凸模的外围加热中心受热渗透缓慢，难以加到理想温度，而凸模外围热量不断散发，浪费了电能。5.该装置挤压的车轮无条幅、形状，需后加工切削或冲挤等工艺来完成。6.该装置挤压的车轮由于导柱导套难以精确定位，造成偏移，使毛坯车轮轮毂壁厚薄不均匀，材耗大，增加了余量，成本高。

综上所述的现有技术中的外镁合金车轮制造的工艺，及成型装置都存在一定缺陷和不足。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有镁合金车轮轮毂在铸造过程中存在的缩松、缩孔以及冷隔、结晶粒粗大等的问题，提供一种镁合金汽车轮毂精密成型装置及其工艺，它采用预成型凸模和成型凸模结合在一起对轮毂条幅一次成型，无需后续再冲挤加工；设计了圆桶形模床，具有定位导向孔，稳定牢固；四斜滑块锁模，挤压的镁合金车轮为尺寸近于净值；机加工余量少，工序简单，操作方便，车轮晶粒细密，强度高，刚度好。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种镁合金汽车轮毂精密成型装置及其工艺，包括上模装配、下模装配，其特征是所述的上模装配设有与模具动作方向垂直的推拉油缸，推拉油缸连接上模连体座板，上模头固定在上模连体座板的下部；所述的下模装配设有成型区和脱模区，成型区包括成型滑块、下模型芯，成型滑块设置在圆桶形模床内，圆桶形模床外表面设有圆桶形保温装置，脱模区设有顶杆机构。

作为优选，所述的上模连体座板的上部装有上模轨道垫板，两侧设有可移动轨道。同一直线高精度的移动轨道保证了两付凸模同时作业时的工作点准确位置。

作为优选，所述的上模头设有两付，即预成型凸模、成型凸模，两付凸模同时固定在上模连体座板上，并设置在与可移动轨道直线移动方向同一条中心线上，预成型凸模、成型凸模与上模连体座板之间设有凸模隔热层。如果是简易形状的车轮条幅，也可以由一个凸模完成。预成型凸模和成型凸模在同一条直线上移动，以保证其位移误差小。

作为优选，所述的凸模与成型滑块的配合处设有导向定位口。导向定位口的定位方式避免了导柱导套定位引起的定位不准有时难以工作的缺陷。一般导柱、导套的间隙设计仅有0.02～0.03mm，导柱导套这种定位方法，较适用于冷冲模中，在热挤压模中因为模具受热后，膨胀系数不一，导致导柱无法扦入导套。

作为优选，所述的脱模区设有下垫板，下垫板上部设有下模座，下模座上部为下模固定托板，在下模座和下模固定托板之间垫设隔热板。