本發(fā)明屬于輪轂成型
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種輪轂復(fù)合成型方法。
背景技術(shù)：
：目前對于汽車輪轂，主要有鋼鐵輪轂、鋁合金輪轂、鎂合金輪轂、復(fù)合材料等幾種材質(zhì)。對于鋼鐵輪轂，通常采用板材焊接-旋壓方式制作輪輞與板材沖壓制作輪輻焊接拼裝的方式生產(chǎn)。對于鋁合金輪轂，通常采用鑄造、鑄造-旋壓、鍛造-旋壓等方式生產(chǎn)，在公開文獻及專利中，也有輪輞與輪輻分開制作，然后進行螺栓連接或過盈配合加攪拌摩擦焊連接的報道。對于鎂合金輪轂的成型，通常采用低壓鑄造、鍛壓（擠壓）成型、鍛壓（擠壓）-旋壓成型等方式生產(chǎn)。但是，對于以上各種材質(zhì)輪轂的各種成型手段，都有一定的局限性并且存在一定的缺點，例如：（1）鋼鐵輪轂、鋁合金輪轂采用輪輻、輪輞分別制作再通過焊接組裝的方式，存在如下問題：①輪輞與輪輻的同軸度無法得到很好的保障；②輪輞與輪輻必須是同種材質(zhì)或者成分差別不大的材質(zhì)，否則在焊接組裝時存在無法焊合或因為雙方收縮率不同而存在焊接應(yīng)力的問題；③普通焊接熱影響區(qū)大，焊縫強度低。（2）鋁合金、鎂合金輪轂采用整體模鍛或模鍛-旋壓復(fù)合成型方式的，存在以下問題：①模鍛時成型壓力大；②模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計難度大，成型過程中，容易產(chǎn)生折料、開裂等缺陷；③對坯料的熱塑性要求高，坯料必須有良好的成型性能；④不能根據(jù)輪輻部分與輪輞部分具體的要求分別進行性能控制。（3）輪輞與輪輻采用螺栓連接的，存在以下問題：①需要加工連接部位，造成材料浪費，增加輪轂重量，不利于車輛的減重；②螺栓孔周圍是車輪的薄弱部位，容易造成車輪失效。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種輪轂復(fù)合成型方法，解決目前輪轂成型中存在的問題。圖1為本發(fā)明采用慣性摩擦焊方式時的原理圖，下面以慣性摩擦焊方式的制作過程來對本發(fā)明技術(shù)方案進行闡述，種輪轂復(fù)合成型方法，包括以下步驟：步驟一、輪輞制作：將胚料進行加工成型得到輪輞，對成型后的輪輞進行熱處理、機械加工并找正，對焊接部位進行清理；步驟二、輪輻制作：將胚料進行加工成型得到輪輻，對成型后的輪輻進行熱處理、機械加工并找正，對焊接部位進行清理；步驟三、輪輞與輪輻摩擦焊接（1）將輪輻或輪輞通過夾具夾持到旋轉(zhuǎn)摩擦焊機的固定端；（2）將輪輞或輪輻通過夾具夾持到旋轉(zhuǎn)摩擦焊機的旋轉(zhuǎn)端，輪輞與輪輻保持一定間距；（3）使在離合器處于合的狀態(tài)下，開動電機或液壓馬達，帶動飛輪及輪輞或輪輻旋轉(zhuǎn)；（4）當(dāng)飛輪及輪輞或輪輻轉(zhuǎn)速達到要求時，分開離合器；（5）將旋轉(zhuǎn)摩擦焊機的固定端連同其上的輪輻或輪輞推向旋轉(zhuǎn)端，使輪輞與輪輻的焊接部位接觸，并施加軸向頂鍛力，飛輪及其上面的輪輞或輪輻所具有的轉(zhuǎn)動機械能經(jīng)過摩擦作用，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使焊接部位溫度升高，達到塑性區(qū)及焊合溫度，從而實現(xiàn)焊合；步驟四、成型機加工：對焊接完成的輪轂進行機械精加工，并對輪轂表面進行清洗與處理。本發(fā)明步驟三所述工藝過程針對的是慣性摩擦焊，還可以采用連續(xù)驅(qū)動摩擦焊、相位摩擦焊等其他旋轉(zhuǎn)摩擦焊方式進行。本發(fā)明所述步驟一中輪輞成型的方式為鑄造、擠壓-環(huán)軋、擠壓-旋壓、擠壓、鑄造-環(huán)軋、鑄造-旋壓、鑄造-擠壓中的任一種。本發(fā)明所述步驟二中輪輻成型的方式為鑄造、擠壓-環(huán)軋、擠壓、旋壓、鑄造-環(huán)軋、鑄造-旋壓、鑄造-擠壓中的任一種。本發(fā)明所述輪輞材質(zhì)采用鎂合金或鋁合金或鋼鐵。本發(fā)明所述輪輻材質(zhì)采用鎂合金或鋁合金或鋼鐵。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供了一種輪轂成型方法，可以實現(xiàn)不同材質(zhì)、不同工藝制作的輪輞與輪輻自由連接，并且可以使連接部位強度、輪輻與輪輞的同軸度均得到保障，具有以下優(yōu)點：（1）輪輞部分與輪輻部分分開制作，減小了整體式輪轂成型的成型難度和模具的復(fù)雜程度；（2）輪輞部分與輪輻部分分開制作，可以根據(jù)各部分不同的受力特點及性能要求，實現(xiàn)不同的成型工藝或者采用不同的材質(zhì)；（3）輪輞部分與輪輻部分采用旋轉(zhuǎn)摩擦焊方式連接，是一種擴散結(jié)合，可以實現(xiàn)不同材質(zhì)的焊接；（4）輪輞部分與輪輻部分采用旋轉(zhuǎn)摩擦焊方式連接，焊接過程中，輪輻與輪輞有一個相對旋轉(zhuǎn)的軸心，可以使輪輻與輪輞的同軸度得到充分保障；（5）采用旋轉(zhuǎn)摩擦焊的方式連接輪輞與輪輻部分，由于焊縫兩側(cè)工件的剪切作用，焊縫區(qū)晶粒細小，焊縫強度高，可以提高連接部位的強度；（6）旋轉(zhuǎn)摩擦焊熱影響區(qū)小，焊縫強度高。附圖說明圖1為本發(fā)明輪輞與輪輻摩擦焊接的示意圖；圖中標(biāo)記：1、輪輞，2、輪輻，3、夾具，4、飛輪，5、離合器，6、導(dǎo)軌，F(xiàn)、軸向頂鍛力。具體實施方式一種輪轂復(fù)合成型方法，包括以下步驟：步驟一、輪輞制作：將胚料進行加工成型得到輪輞，對成型后的輪輞進行熱處理、機械加工并找正，對焊接部位進行清理；步驟二、輪輻制作：將胚料進行加工成型得到輪輻，對成型后的輪輻進行熱處理、機械加工并找正，對焊接部位進行清理；步驟三、輪輞與輪輻摩擦焊接（1）將輪輻或輪輞通過夾具夾持到旋轉(zhuǎn)摩擦焊機的固定端；（2）將輪輞或輪輻通過夾具夾持到旋轉(zhuǎn)摩擦焊機的旋轉(zhuǎn)端，該旋轉(zhuǎn)端安裝有飛輪；（3）使輪輞與輪輻保持0~50mm的距離，設(shè)定飛輪的轉(zhuǎn)動慣量為0-5000kg*m2，在離合器處于合的狀態(tài)下，開動電機，帶動飛輪及輪輞或輪輻旋轉(zhuǎn)；（4）當(dāng)飛輪及輪輞或輪輻轉(zhuǎn)速達到1~5000r/min時，分開離合器；（5）將旋轉(zhuǎn)摩擦焊機的固定端連同其上的輪輻或輪輞推向旋轉(zhuǎn)端，使輪輞與輪輻的焊接部位接觸，并施加0~5MN的軸向頂鍛力，飛輪及其上面的輪輞或輪輻所具有的轉(zhuǎn)動機械能經(jīng)過摩擦作用，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使焊接部位溫度升高，達到塑性區(qū)及焊合溫度，從而實現(xiàn)焊合；步驟四、成型機加工：對焊接完成的輪轂進行機械精加工，并對輪轂表面進行清洗與處理。進一步，所述步驟一中輪輞成型的方式為鑄造、擠壓-環(huán)軋、擠壓-旋壓、擠壓、鑄造-環(huán)軋、鑄造-旋壓、鑄造-擠壓中的任一種。進一步，所述步驟二中輪輻成型的方式為鑄造、擠壓-環(huán)軋、擠壓、旋壓、擠壓、鑄造-環(huán)軋、鑄造-旋壓、鑄造-擠壓中的任一種。進一步，所述步驟一中輪輞的具體成型方式為：將胚料加熱到400-450℃，放入鍛壓模具中，通過鍛壓形成環(huán)狀毛坯；將環(huán)狀毛坯通過環(huán)軋方式形成輪輞毛坯。進一步，所述步驟二中輪輻的具體成型方式為：將坯料加熱到400-450℃，放入鍛壓模具中，通過鍛壓形成輪輻毛坯。進一步，所述輪輞材質(zhì)采用鎂合金或鋁合金或鋼鐵。進一步，所述輪輻材質(zhì)采用鎂合金或鋁合金或鋼鐵。進一步，所述步驟四中對成型輪轂進行機械加工的方式為精車成型及門氣孔成型精加工。進一步，所述步驟四中對輪轂進行的處理為微弧氧化處理及表面涂裝處理。本發(fā)明的創(chuàng)造性在于輪轂的輪輞、輪輻可以采用同一種方法成形，也可以采用不同種方法成形，可以采用同種材質(zhì)，也可以采用不同材質(zhì)，通過旋轉(zhuǎn)摩擦焊<慣性摩擦焊、相位摩擦焊、連續(xù)旋轉(zhuǎn)摩擦焊都可以>的方式進行輪輞與輪輻的連接。進一步，當(dāng)輪輞與輪輻材質(zhì)不同時，推薦但不限于下表1所示材質(zhì)組合方式：表1輪輻與輪輞材質(zhì)組合方式部位及部位鋼鐵輪輻鋁合金輪輻鎂合金輪輻鋼鐵輪輞√√鋁合金輪輞√√√鎂合金輪輞√√下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的實施方式作具體說明：實施例1輪輞部分采用AM60鎂合金鍛壓及環(huán)軋成型，輪輻部分采用AZ31B鎂合金鍛壓成型，具體步驟如下：步驟一、輪輞成型：（1）將坯料加熱到400℃，放入鍛壓模具中，通過鍛壓形成環(huán)狀毛坯；（2）將環(huán)狀毛坯通過環(huán)軋方式生產(chǎn)AM60鎂合金輪輞毛坯；（3）通過立車加工輪輞外側(cè)以及輪輞內(nèi)側(cè)焊接區(qū)并找正；步驟二、輪輻成型：（1）將坯料加熱到410℃，放入鍛壓模具中，通過鍛壓形成AZ31B鎂合金輪輻毛坯；（2）通過立車加工輪輻外側(cè)焊接區(qū)并找正；步驟三、輪輞與輪輻摩擦焊接（1）將輪輞通過夾具夾持到旋轉(zhuǎn)摩擦焊機的固定端；（2）將輪輻通過夾具夾持到旋轉(zhuǎn)摩擦焊機與飛輪連接的旋轉(zhuǎn)端；（3）使輪輞與輪輻保持20mm的距離，設(shè)置飛輪的轉(zhuǎn)動慣量為3kg*m2，在離合器處于合的狀態(tài)下，開動電機，帶動飛輪及輪輻旋轉(zhuǎn)；（4）當(dāng)飛輪及輪輻轉(zhuǎn)速達到4000r/min時，使離合器器分離，然后將選裝摩擦焊機的固定端及其上的輪輞推向輪輻，使輪輞與輪輻的焊接部位接觸，施加并保持40N的軸向頂鍛力；（5）當(dāng)飛輪停止轉(zhuǎn)動后，完成焊接；步驟四、將焊接完成的輪轂在立車及加工中心進行精車成型及氣門孔等成型精加工；步驟五、對成型輪轂進行微弧氧化處理及涂裝等表面處理。實施例2輪輞部分采用AZ31B鎂合金鍛壓成型，輪輻部分采用6061B鋁合金鍛壓成型，具體步驟如下：步驟一、輪輞成型：（1）將坯料加熱到400℃，放入鍛壓模具中，通過鍛壓形成輪輞毛坯；（2）通過立車加工輪輞外以及輪輞內(nèi)側(cè)焊接區(qū)并找正；步驟二、輪輻成型：（1）將坯料加熱到450℃，放入鍛壓模具中，通過鍛壓形成輪輻毛坯；（2）對輪輻進行T6處理使其強度得到提升；（3）通過立車加工輪輻外側(cè)焊接區(qū)并找正；步驟三、輪輞與輪輻焊接：（1）將輪輞通過夾具夾持到旋轉(zhuǎn)摩擦焊機的固定端；（2）將輪輻通過夾具夾持到旋轉(zhuǎn)摩擦焊機焊機與飛輪連接的旋轉(zhuǎn)端；（3）使輪輞與輪輻保持2mm的距離，設(shè)置飛輪的轉(zhuǎn)動慣量為2.5kg*m2，在離合器處于合的狀態(tài)下，開動電機，帶動飛輪及輪輻旋轉(zhuǎn)；（4）當(dāng)飛輪及輪輻轉(zhuǎn)速達到4500r/min時，使離合器器分離，然后將選裝摩擦焊機的固定端及其上的輪輞推向輪輻，使輪輞與輪輻的焊接部位接觸，施加并保持40N的軸向頂鍛力；（5）當(dāng)飛輪停止轉(zhuǎn)動后，完成焊接；步驟四、將焊接完成的輪轂在立車及加工中心進行精車成型及氣門孔等成型精加工；步驟五、對成型輪轂進行微弧氧化處理及涂裝等表面處理。當(dāng)前第1頁1 2 3