一種輪轂鍛造模具的製作方法

2023-08-02 07:15:01 1

本發明涉及鍛造領域，更具體地說，它涉及一種鍛造鋁合金輪轂的模具。

背景技術：

世界汽車工業正向著輕量、高速、安全、節能、舒適與環境汙染輕的方向發展，因此鋁合金零部件在汽車中的用量日益增多。輪轂作為汽車行駛系統中的重要部件之一，也是一種要求較高的保安件，它不僅承載汽車的重量，同時也體現著汽車的外觀造型。在過去的10 年，全球鋁合金汽車輪轂產量的年平均增長率達 7.6%。

目前國內外製造鋁合金輪轂的方法主要分為兩大類：一類是鍛造法，另一類是鑄造，但是鑄造法產品中縮孔、疏鬆、氣孔等缺陷嚴重，機械強度低，成品率低，國外已基本淘汰。傳統的鍛造模具都採用整體結構，每一型號的輪轂都必須對應一副模具，從而在模具的存放空間、管理、維護和製造成本上都非常巨大，而且久放的模具非常容易損壞，並且當整體結構模具在壓制損壞後，則需要整體更換上、下模具，更換成本也非常巨大，費工費時費料，加大鋁合金輪轂生產成本，造成資源極大的浪費。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種能夠鍛造不同輪輞寬度的輪轂鍛造模具。

為實現上述目的，通過以下技術手段實現： 一種輪轂鍛造模具，

包括上模和下模，所述下模包括下模板、安裝於下模板的下模體和下模芯，所述下模芯包括鍛芯部和處於鍛芯部下方的底座部，所述鍛芯部與下模體之間形成環形的用於鍛造輪輞的環腔，在底座部設置有沿著環腔的腔壁凹陷的凹陷環槽，所述凹陷環槽可拆卸連接有與凹陷環槽的槽壁貼合的環形鑲件。

通過上述技術方案，通過在凹陷環槽內安裝不同厚度的環形鑲件，便能改變環形鑲件表面與鍛芯部表面之間的距離，也即，改變鍛造出來的輪轂的輪輞寬度，只需要配備不同厚度的環形鑲件便能實現只通過一副模具便鍛造不同輪輞寬度的輪轂，相比於現有技術中，鍛造不同輪轂必須用到多副模具的方式，採用本發明中的拆換環形鑲件的方式，不僅減少了製造多副模具的製造成本、減少了鋼鐵材料的浪費，而且對於後期模具的保養成本也大為減少，對於後期模具的存放空間利用率也大為提高。

進一步優化為：所述環腔的深度為待鍛造輪轂的輪輞最短寬度，所述環腔與凹陷環槽的深度之和為待鍛造輪轂的輪輞最大寬度。

進一步優化為：所述環形鑲件的最大厚度等於凹陷環槽的深度。

通過上述技術方案，將環形鑲件的最大厚度限制在凹陷環槽的深度，也即，實現了鍛造出來的輪轂的輪輞寬度將處於環腔的深度與環腔加凹陷環槽深度之和之間，從而在調整輪輞寬度的前提下可以保證不同厚度的環形鑲件可以全部處於凹陷環槽內，而之所以這樣設置，是由於在鍛造輪轂的過程中，鋁合金在擠壓入環腔部位時，將會對兩邊的腔壁進行擠壓，若環形鑲件處於環腔內，則勢必會在鍛造過程中使得環形鑲件與腔壁之間產生縫隙，不僅會影響鍛造出來得輪轂的質量，而且在脫模過程中，嵌入此縫隙中的鋁合金容易帶動環形鑲件，使得環形鑲件的位置發生偏移甚至直接拉斷環形鑲件；而將環形鑲件設置於凹陷環槽內來實現對輪輞寬度的調節，則，一方面由於當鋁合金進入凹陷環槽時是處於鍛壓的最末端，此處的鋁合金對於凹陷環槽的擠壓力已是非常之小，凹陷環槽受到的擠壓已不足以讓其壁面和環形鑲件產生縫隙，不會影響輪轂的質量，且在脫模過程中並不會帶動環形鑲件，從而避免了環形鑲件被拉斷的問題，另一方面則由於此凹陷環槽時直接設置在底座部上的，與下模體為分體設置，從而下模體部位的環腔腔壁受到的擠壓力不會影響到凹陷環槽，從而凹陷環槽能夠避免受到環腔腔壁的影響而出現在鍛造過程中的變形，進一步避免了與環形鑲件之間出現縫隙的問題。

進一步優化為：所述下模體處於環腔下方設置有一與底座部配合的凹腔，當下模芯和下模體安裝於下模板時，凹腔與底座部緊密壓合。

通過上述技術方案，通過在下模體上設置一與底座部配合的凹腔，且將下模芯和下模體安裝在下模板上時，凹腔能夠與底座部緊密壓合，從而使得下模體和下模芯安裝在下模板上時的相對位置關係不會輕易竄動，提高了由下模體和下模芯構成的環腔與凹陷環槽的相對位置度穩定性，增加鍛造出來的輪轂的質量穩定性。

進一步優化為：所述底座部相對鍛芯部的另一面設置有與凹陷環槽位置對應的第一避空結構，所述第一避空結構配合有將環形鑲件固定在凹陷環槽內的第一鎖緊件。

通過上述技術方案，第一鎖緊件通過第一避空結構之後可將環形鑲件固定在凹陷環槽內，實現了環形鑲件與凹陷環槽之間的可拆卸連接固定方式，並且通過第一避空結構能夠避免第一鎖緊件與下模板之間的幹涉，保證了下模芯可以通過底座部平整的安裝在下模板上，並且通過從底座部的底面方向鎖住環形鑲件的方式，不會影響在鍛造輪轂是對輪輞部位的成型造成影響。

進一步優化為：所述下模板的底面設置有第二避空結構，所述第二避空結構配合有將下模芯鎖在下模板上的第二鎖緊件。

通過上述技術方案，通過第二避空結構能夠避免第二鎖緊件與鍛造機之間的幹涉，保證了下模板可以通過底面平整的安裝在鍛造機上。

進一步優化為：所述下模板的底面設置有第三避空結構，所述第三避空結構配合有將下模體鎖在下模板上的第三鎖緊件。

通過上述技術方案，通過第三避空結構能夠避免第三鎖緊件與鍛造機之間的幹涉，保證了下模板可以通過底面平整的安裝在鍛造機上。

進一步優化為：所述所述底座部相對鍛芯部的另一面設置有啟封螺紋孔，該啟封螺紋孔穿出凹陷環槽。

通過上述技術方案，由於環形鑲件是與凹陷環槽緊密貼合安裝的，所以在拆卸的時候不容易直接取下，通過啟封螺紋孔，可以通過啟封螺釘選入啟封螺紋孔中，然後使得啟封螺釘頂在環形鑲件上，將環形鑲件從凹陷環槽中頂出，方便拆卸。

進一步優化為：所述啟封螺紋孔均勻環繞凹陷環槽間隔設置至少兩個。

通過上述技術方案，在啟封螺釘通過啟封螺紋孔對環形鑲件進行頂出的過程中，由於啟封螺紋孔是均勻環繞凹陷環槽間隔設置的，且至少設置了兩個，從而實現了環形鑲件在頂出過程中的均勻受力，放置卡死的現象出現。

進一步優化為：下模還設置有處於下模芯中心位置且貫穿下模芯和下模板的下模頂料器。

通過上述技術方案，在脫模時，通過下模頂料器可將輪轂頂出下模，實現脫模步驟。

本發明與現有技術相比的優點在於：通過厚度不一的環形鑲件，實現了只需要更換不同厚度的環形鑲件就能由一副模具來進行不同輪輞寬度的輪轂的鍛造的效果，並且將環形鑲件的可調範圍限制在凹陷環槽的槽深之內，提高了鍛造之後輪轂的質量，並且減少了環形鑲件在脫模過程中被拉斷的概率。

附圖說明

圖1為本實施例一的輪轂鍛造模具的整體分模圖；

圖2為本實施例一的下模整體軸測示意圖；

圖3為本實施例一的下模半剖示意圖；

圖4和圖5為本實施例一的下模與環形鑲件的分解示意圖；

圖6為本實施例二的下模半剖示意圖；

圖7為本實施例三的下模半剖示意圖。

圖中，1、下模；11、下模板；111、第二沉頭孔；112、第三沉頭孔；12、下模體；13、下模芯；131、鍛芯部；132、底座部；14、下模頂料器；2、上模；3、環腔；4、凹陷環槽；5、環形鑲件；61、啟封螺紋孔；62、第一沉頭孔；71、第一沉頭螺栓；72、第二沉頭螺栓；73、第三沉頭螺栓。

具體實施方式

下面結合附圖並通過具體實施例對發明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的本發明的保護範圍。

實施例1，一種輪轂鍛造模具，參見附圖1，包括上模2和下模1，參見附圖2，下模包括下模板11、下模體12、下模芯13和下模頂料器14，參見附圖3，下模芯13通過第二沉頭螺栓72（第二鎖緊件）穿過第二沉頭孔111（第二避空結構）之後鎖固在下模板11上，下模體12通過第三沉頭螺栓73（第三鎖緊件）穿過第三沉頭孔112（第三避空結構）之後鎖固在下模板11上，並且將下模芯13的底座部132緊密壓合，下模芯13的鍛芯部131與下模體12之間形成一圈環形的環腔3，並且沿著環腔3的腔壁向下，在底座部132上形成有凹陷環槽4，參見附圖4和附圖5，凹陷環槽4內可拆卸連接有環形鑲件5，環形鑲件5通過第一沉頭螺栓71（第一鎖緊件）穿過第一沉頭孔62（第一避空結構）之後鎖固在凹陷環槽4內，並且在底座部132的底面還設置有三個均勻環繞凹陷環槽4間隔設置的啟封螺紋孔61。

具體鍛造的時候，將坯料放在下模上，然後上模2擠壓坯料使得坯料在由上模2和下模形成的模腔中成型，在成型過程中，輪轂的輪輞部位將在環腔3部位成型，參見附圖3，此時的環形鑲件5剛好與凹陷環槽4的槽深平齊，也即，鍛造之後的輪輞寬度剛好為環腔3的深度，也即最小輪輞寬度，在鍛造完成之後，上模2和下模分離，毛坯輪轂將由下模頂料器14頂出。

實施例2，一種輪轂鍛造模具，與實施例1的不同之處在於，參見附圖6，此時的環形鑲件5的厚度將小於凹陷環槽4的深度，也即，當最終鍛造出來時的輪轂的輪輞寬度將大於實施例1中的輪輞寬度，且可更換環形鑲件5的厚度（不能超過凹陷環槽4的槽深），便能實現改變最終鍛造之後的輪轂輪輞的寬度。

實施例3，一種輪轂鍛造模具，與實施例1的不同之處在於，參見附圖7，在凹陷環槽4中未放置環形鑲件5，也即，此時鍛造出來的輪轂的輪輞寬度將等於環腔3加上凹陷環槽4的深度，達到在設計模具時，能夠鍛造出來的最大輪輞寬度值。

此鍛造輪轂的模具結構不限制在鍛造模，也可應用於鑄造模、熔湯模等其他類型的模具上。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，本發明的保護範圍並不僅局限於上述實施例，凡屬於本發明思路下的技術方案均屬於本發明的保護範圍。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。