鋁合金車輪的製造設備的製作方法
2023-05-04 02:42:06 1
專利名稱：鋁合金車輪的製造設備的製作方法
鋁合金車輪的製造設備
技術領域：
本發明是有關於一種鋁合金車輪的製造設備，特別是有關於一種採用了冷卻裝置及旋壓裝置的製造設備。
背景技術：
車輪是涉及汽車安全的零部件之一，可以分為鋼質車輪和鋁合金車輪，由於鋁合金車輪與鋼質車輪相比，鋁合金車輪具有重量輕、強度大、制動平衡性能好、精度高、導熱性好、汽車油耗低等許多優點，因此鋁合金車輪具有廣泛的使用前景。鋁合金車輪的製造技術主要有鑄造和鍛造等，廣泛使用的鑄造技術又分重力鑄造、低壓鑄造、擠壓鑄造等，而低壓鑄造是目前的主流工藝。鍛造技術則有旋壓鍛造、鑄造鍛造和半固態鍛造等，鍛造是製造高強度車輪的最先進工藝，同樣規格的鍛造產品性能要大大優於鑄造產品，例如鍛造產品的強度可提高18%以上，而其質量則能減輕15%，但是鍛造設備和相應的模具價格昂貴，製造成本高。因此，低壓鑄造是較為折中的方式，製造過程是將鋁和其他金屬合金用高溫熔化成液態，再注入模具內成型，這樣既能達到高強度、輕量化的目的，又能控制製造成本。但是，低壓鑄造技術產品無法滿足大尺寸、高負荷(大客車、 載貨車)以及高端產品市場的需求，尤其是國內企業在大尺寸車輪製造上與國外相比存在較大差距，而非鑄造方式生產16英寸以上車輪在國內尚屬空白。目前，先進的成形技術是旋壓工藝，由於旋壓鋁車輪不受尺寸制約、產品美觀、性能良好、安全性高、節省材料等因素，而具有良好的發展前景。常見的鋁合金車輪的製造設備包括有加熱爐及旋壓機，加熱爐能夠用來將車輪鑄造毛坯(即粗毛坯)加熱到旋壓溫度，而加熱後的鑄造毛坯是被直接安裝到旋壓機的旋壓模上，並利用旋壓機上的裝夾裝置夾緊鑄造毛坯，然後才進行旋壓成形。但是，據申請人了解，加熱後的車輪鑄造毛坯會超過 250°C，此時車輪鑄造毛坯變得比較軟，當將該加熱後的車輪鑄造毛坯裝夾到旋壓機上進行旋壓成形時，由於在裝夾的過程中，旋壓機上的裝夾裝置會產生一定的裝夾力而造成車輪鑄造毛坯發生變形，變形後的車輪鑄造毛坯會使得裝夾位置受力不均勻，車輪鑄造毛坯不能夠被正確定位，從而導致旋壓後的車輪的輪輞厚度不均勻，而影響車輪成品的使用安全性，因此只能對成品報廢。可見，這種現有的鋁合金車輪的製造設備仍存在一定缺陷，而有必要對其改進。
發明內容本發明的主要目的在於提供一種鋁合金車輪的製造設備，能夠提高旋壓變形精度，提高產品製造良率。本發明的其它目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。為達到上述的目的或是其它目的，本發明採用如下技術方案一種鋁合金車輪的製造設備，至少包括有一個加熱裝置、一個旋壓裝置及一個冷卻裝置。所述加熱裝置用來加熱鋁合金車輪的鑄造毛坯至一旋壓溫度，所述鑄造毛坯是由輪輞毛坯及輪輻毛坯組成。所述旋壓裝置用來對鑄造毛坯的輪輞毛坯進行旋壓成形，所述加熱裝置與所述旋壓裝置是通過一電控系統連接並且通過所述電控系統對這兩個裝置進行控制。所述冷卻裝置是設置於所述加熱裝置與所述旋壓裝置之間，用來冷卻被所述加熱裝置加熱後的鑄造毛坯上的輪輻毛坯。所述冷卻裝置包括有一個水槽及一個安裝於水槽上的盛放槽，其中所述水槽用來收容冷卻水；所述盛放槽具有一支架，用來承載被所述加熱裝置加熱後的鑄造毛坯，所述鑄造毛坯上的輪輻毛坯直接接觸所述支架，並且所述輪輻毛坯與所述支架一同浸潤於所述水槽的冷卻水中。根據一實施例，上述冷卻裝置的盛放槽還具有一個驅動件，所述驅動件與所述支架相連接，用來控制所述支架在所述水槽中的高度，以及控制所述支架浸潤於所述冷卻水中的深度。根據一實施例，上述旋壓裝置是一個旋壓機，包括有裝夾裝置、旋壓模、旋壓金屬輪及至少一組加熱器，其中所述裝夾裝置用來將所述鑄造毛坯的輪輻毛坯夾緊於旋壓模上；旋壓模是套置並壓緊於所述輪輞毛坯的內壁；旋壓金屬輪是抵壓於所述輪輞毛坯的外壁；加熱器用來對輪輞毛坯進行加熱，以保持在旋壓的過程中輪輞毛坯的溫度不會降低而仍能保持在旋壓溫度的範圍內。相較於現有技術，本發明鋁合金車輪的製造設備在加熱裝置與旋壓裝置之間設置了一個冷卻裝置，該冷卻裝置能夠對鑄造毛坯進行局部冷卻。當鑄造毛坯的輪輻毛坯被裝夾裝置夾緊到旋壓模上時，由於輪輻毛坯已被冷卻裝置冷卻，所以輪輻毛坯不會在裝夾過程中發生變形，從而能夠提高後續的旋壓成形精度，提高產品良率。
圖1是本發明一實施例的鋁合金車輪的製造設備的方塊圖。圖2是本發明一實施例的鋁合金車輪的鑄造毛坯截面結構示意圖。圖3是本發明一實施例的冷卻裝置的結構示意圖，且圖中還表示出將鑄造毛坯放置於冷卻裝置中的情況。圖4是本發明一實施例的旋壓機對鑄造毛坯進行旋壓成形的示意圖。具體實施方式
下列各實施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本發明可用以實施的特定實施例。本發明所提到的方向用語，例如「內」、「外」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，本發明以下實施例中所提到的方向用語是用來說明本發明，而非用來限制本發明。請參照圖1所示的本發明一實施例的鋁合金車輪的製造設備100的方塊圖，以及請參照圖2所示的本發明一實施例的鋁合金車輪的鑄造毛坯9結構示意圖。本實施例中鋁合金車輪的鑄造毛坯9是由輪輞毛坯90及輪輻毛坯92組成。本實施例中鋁合金車輪的製造設備100包括有一個加熱裝置1、一個冷卻裝置2及一個旋壓裝置3，其中加熱裝置1用來加熱鋁合金車輪的整個鑄造毛坯9至一旋壓溫度，冷卻裝置2用來冷卻鑄造毛坯9的輪輻毛坯92，旋壓裝置3用來對鑄造毛坯9的輪輞毛坯90進行旋壓成形。這三個裝置的具體實施情況在下面會詳細描述。請參照圖1所示，在鋁合金車輪的製造設備100中的加熱裝置1與旋壓裝置3是通過一電控系統4連接並且通過電控系統4對這兩個裝置進行控制。冷卻裝置2是設置於加熱裝置1與旋壓裝置3之間，使得被加熱裝置1加熱後的鑄造毛坯9能夠被快速轉移至冷卻裝置2中以冷卻其輪輻毛坯92，當輪輻毛坯92被冷卻後，鑄造毛坯9還能夠快速被轉移至旋壓裝置3上進行旋壓成形。在實施例中，加熱裝置1是一加熱爐，鑄造毛坯9需被加熱的旋壓溫度是280°C至 380°C之間，較佳地是加熱至300°C至320°C之間，以利於後續的旋壓成形。在具體的實施例中，當旋壓裝置3對前一個鑄造毛坯9結束旋壓成形時而出現空位時，電控系統4會對加熱裝置1發送指令，加熱裝置1將會自動輸送出一個已被加熱至旋壓溫度的鑄造毛坯9，此時利用機械手直接取走輸送帶上的鑄造毛坯9，並將鑄造毛坯9放置於冷卻裝置2中，以冷卻鑄造毛坯9上的輪輻毛坯92。另需說明的是，機械手將鑄造毛坯9從輸送帶上抓取至冷卻裝置2中可以是採用人力控制，也可以通過一電腦控制系統來實現自動抓取。換句話說，任何一種抓取方式均不能限定本發明的權利範圍。請參照圖3所示的本發明一實施例的冷卻裝置2的結構示意圖，且圖中還表示出鑄造毛坯9放置於冷卻裝置2中的位置關係。冷卻裝置2包括有一個水槽21及一個安裝於水槽21上的盛放槽22。水槽21中收容有冷卻水210。盛放槽22具有一個支架23及一個驅動件對，支架23安裝於水槽21上，並浸潤於冷卻水210中，用來承載被加熱裝置1加熱後的鑄造毛坯9 ；驅動件M與支架23相連接，在本實施例中，驅動件M是一液壓缸，可用來控制支架23在水槽21中的高度，以進一步控制支架23浸潤於冷卻水210中的深度。 鑄造毛坯9上的輪輻毛坯92是放置於並能夠直接接觸盛放槽22的支架23上，因此輪輻毛坯92與支架23是一同浸潤於所述水槽21的冷卻水210中。而只有鑄造毛坯9上的輪輞毛坯90保持於冷卻水210的水面上，而未被冷卻。在本實施例中，冷卻水210應該以恰好淹沒輪輻毛坯92為佳。實際上，由於冷卻水210在連續地用來冷卻輪輻毛坯92時，其水溫會上升而不能達到良好的冷卻效果。因此，在本實施例中，冷卻裝置2還包括一個進水管25 及一個出水口 26，進水管25用來不斷地向水槽21供應較低溫度的冷卻水210。出水口沈是設置在水槽21的一定高度位置，與冷卻水的水平面保持平齊，當進水管25不斷輸入較低溫度的冷卻水210時，位於水槽21內的冷卻水210也會不斷地自出水口沈流出至水槽21 的循環站27，以循環並更新水槽21內的冷卻水210，通過這種方式可以保證水槽21內的冷卻水210的水溫不會上升，以實現對輪輻毛坯92的最佳冷卻效果。在本實施例中，待鑄造毛坯9的輪輻毛坯92冷卻10至20秒之後，利用機械手取出並將鑄造毛坯9安裝於旋壓裝置3上。同理，機械手從冷卻裝置2中抓取鑄造毛坯9至旋壓裝置3上可以是採用人力控制，也可以是通過一電腦控制系統來自動抓取。在本實施例中，旋壓裝置3是一旋壓機3，如圖4所示，該旋壓機3包括有裝夾裝置30、旋壓模31、旋壓金屬輪32及至少一組加熱器33。裝夾裝置30是一個夾具，該夾具連接至旋壓機3的頂杆34上，輪輻毛坯92則被該夾具夾緊到旋壓模31上，由於輪輻毛坯92已被冷卻，所以在這一裝夾過程中，輪輻毛坯92不會因裝夾裝置30的夾持而發生變形，從而提高了後續的旋壓成形精度。旋壓模31是連接至旋壓機3的傳動/控制系統35上，並且旋壓模31套置並壓緊於輪輞毛坯90的內壁。旋壓金屬輪32是抵壓於輪輞毛坯90的外壁。加熱器33用來對正處於旋壓成形中的輪輞毛坯90進行加熱，以保持在旋壓的過程中輪輞毛坯90的溫度不會降低而仍能保持在旋壓溫度的範圍(例如300 320°C)內。以此方式進行旋壓，可以得到一個鋁合金車輪的粗製品7。最後，只需要對該粗製品7進行固溶及人工時效熱處理， 以及機加工等整理工序即可得到一個鋁合金車輪的成品。 從以上詳細描述可知，在本發明鋁合金車輪的製造設備100在加熱裝置1與旋壓裝置3之間設置了一個冷卻裝置2，該冷卻裝置2能夠對鑄造毛坯9進行局部冷卻。當鑄造毛坯9的輪輻毛坯92被裝夾裝置30夾緊到旋壓模31上時，由於輪輻毛坯92已被冷卻裝置2冷卻，所以輪輻毛坯92不會在裝夾過程中發生變形，從而能夠提高後續的旋壓成形精
度，提高產品良率。
權利要求
1.一種鋁合金車輪的製造設備，至少包括有加熱裝置及旋壓裝置，其中所述加熱裝置用來加熱鋁合金車輪的鑄造毛坯至一旋壓溫度，所述鑄造毛坯是由輪輞毛坯及輪輻毛坯組成；所述旋壓裝置用來對鑄造毛坯的輪輞毛坯進行旋壓成形，所述加熱裝置與所述旋壓裝置是通過一個電控系統連接並且通過所述電控系統對這兩個裝置進行控制；其特徵在於所述鋁合金車輪的製造設備還包括有一個冷卻裝置，所述冷卻裝置是設置於所述加熱裝置與所述旋壓裝置之間，用來冷卻被所述加熱裝置加熱後的鑄造毛坯上的輪輻毛坯；所述冷卻裝置包括有一個水槽及一個安裝於水槽上的盛放槽，其中所述水槽用來收容冷卻水；所述盛放槽具有一支架，用來承載被所述加熱裝置加熱後的鑄造毛坯，所述鑄造毛坯上的輪輻毛坯直接接觸所述支架，並且所述輪輻毛坯與所述支架一同浸潤於所述水槽的冷卻水中。
2.如權利要求1所述的鋁合金車輪的製造設備，其特徵在於所述冷卻裝置的盛放槽還具有一個驅動件，所述驅動件與所述支架相連接，用來控制所述支架在所述水槽中的高度，以及控制所述支架浸潤於所述冷卻水中的深度。
3.如權利要求2所述的鋁合金車輪的製造設備，其特徵在於所述驅動件是一液壓缸。
4.如權利要求1所述的鋁合金車輪的製造設備，其特徵在於所述旋壓裝置是一個旋壓機，包括有裝夾裝置、旋壓模、旋壓金屬輪及至少一組加熱器，其中所述裝夾裝置用來將所述鑄造毛坯的輪輻毛坯夾緊於旋壓模上；旋壓模是套置並壓緊於所述輪輞毛坯的內壁； 旋壓金屬輪是抵壓於所述輪輞毛坯的外壁；加熱器用來對輪輞毛坯進行加熱，以保持在旋壓的過程中輪輞毛坯的溫度不會降低而仍能保持在旋壓溫度的範圍內。
5.如權利要求1所述的鋁合金車輪的製造設備，其特徵在於所述旋壓溫度是位於觀0 至380°C之間。
全文摘要
本發明公開一種鋁合金車輪的製造設備，包括有加熱裝置、旋壓裝置及冷卻裝置。加熱裝置用來加熱鋁合金車輪的鑄造毛坯至一旋壓溫度。旋壓裝置用來對鑄造毛坯的輪輞毛坯進行旋壓成形，加熱裝置與旋壓裝置是通過一電控系統連接並控制。冷卻裝置設置於加熱裝置與旋壓裝置之間，用來冷卻輪輻毛坯。冷卻裝置包括有一個水槽及一個安裝於水槽上的盛放槽，其中水槽用來收容冷卻水；盛放槽具有一支架，用來承載加熱後的鑄造毛坯，鑄造毛坯的輪輻毛坯直接接觸所述支架，並且輪輻毛坯與支架一同浸潤於水槽的冷卻水中。由於本發明的冷卻裝置能夠對輪輻毛坯進行冷卻，所以輪輻毛坯不會在裝夾過程中發生變形，從而提高旋壓成形精度，提高產品良率。
文檔編號B21D53/26GK102343404SQ201010245190
公開日2012年2月8日 申請日期2010年8月4日 優先權日2010年8月4日
發明者陳國生 申請人:六和輕合金(崑山)有限公司, 崑山六豐機械工業有限公司