轮毂锻造工艺(全).ppt

单击此处编辑母版标题样式,特别申明：本电子教案中所有素材的版权归原创作者国防科技大学潘存云教授所有。购买方有权复制多份光盘用于本单位的教学。但不得提供给第三方。未经作者同意，也不得在公开出版物中引用其中的素材，违者应承担相应的法律责任。作者：潘存云 教授,2004,年,2,月,第二级,第三级,第四级,第五级,长沙航空职院专用 作者：潘存云教授,*,铝轮毂锻造工艺,（全）,轮毂的,故事,轮毂的,历史,汽车的轮毂最开始是继承马车的轮毂而来。,1886,年，世界上生产出的第一个轮毂是由钢材制成。,20,世纪,30,年代，德国人将钢制辐条与铝质轧制轮辋相结合的车轮装载气车上，为铝合金车轮的发展奠定了基础。,二战后，铝合金轮毂开始在普通汽车上得到应用。,1958,年，出现了整体铸造的铝合金轮毂，此后不久又有了锻造的铝合金轮毂。,此后，便是钢轮毂和铝合金轮毂并驱的时代。,关,于,材料,1,，钢质轮毂,1,）钢轮毂的用钢是,16Mn,，,16Mn,叫低合金高强度结构钢,低合金高强度结构钢：含碳量为,0.1%-0.25%,加入主要合金元素锰、硅、钒、铌和钛等,2,）钢制轮毂的优点：,制造工艺简单，成本相对较低，而且抗金属疲劳的能力很强，也就是我们俗称的便宜又结实。具有良好的综合力学性能、低温冲击韧性、冷冲压、切削加工性、焊接性能等，,3,）钢质轮毂的缺点：,外观丑陋（可以说没什么外观可言），重量较大,(,相同的轮毂钢材质要比铝合金材质重很多,),，惯性阻力大，散热性也比较差，而且非常容易生锈。,2,，合金轮毂,1,）合金轮毂：,镁和铝是最适宜制造车轮的理想轻合金材料。,它有着传统钢车轮所无法比拟的许多优点，更能适应整车高速化、节能化、现代化高档次发展的需要。,尤其是镁合金有着极高的比强度、疲劳强度和比弹性模量。是极为理想的车轮制造材料。使用镁合金制造的车轮具有极佳的减震性能。,a,）优点：,合金材质轮毂可以弥补钢质轮毂的缺点，较轻的重量，惯性阻力小，制作精度高，视觉效果好。,在高速转动时的变形小，惯性阻力小，有利于提高汽车的直线行驶性能，减轻轮胎滚动阻力，从而减少了油耗。,合金材质的导热性能又是钢的三倍左右，散热性好，对于车辆的制动系，轮胎和制动系统的热衰减都能起到一定的作用。,b,）缺点：制造工艺复杂，成本高。,2,）铝合金轮毂一般用,6061,铝合金，,A365.2,铝合金。,a,）,6061,铝合金,经热处理预拉伸工艺生产的高品质铝合金产品，韵贤金属特性多，具有加工性能极佳、优良的焊接特点及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、材料致密无缺陷及易于抛光、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。,力学性能,6061,的极限抗拉强度为,124 MPa,受拉屈服强度,55.2 MPa,延伸率,25.0%,弹性系数,68.9 GPa,弯曲极限强度,228 MPa,Bending Yield Strength 103 MPa,泊松比,0.330,疲劳强度,62.1 MPa,3,）,A356.2,合金锭,a,）性能与特点：,具有流动性好，无热裂倾向，线收缩小，气密性好等良好的铸造性能，比重小，耐蚀性良好，易气焊，随铸件壁厚增加强度降低的程度小，铸态下使用，变质后机械性能提高。铸锭断口致密，无熔渣和非金属夹杂物。,结构结,构,外圆表面,内圆表面,型孔,台阶面,外倒角,中心孔,轮毂结构,组成：,外圆表面,内圆表面，,型孔，,中心孔，,台阶面，,退刀槽，,内、外倒角,，气门孔,。,1,，轮毂的结构,2,，功能,3,，审美,结构决定,造型，结构,决定受,力，轮毂受力主要在轮辐上,4,，轮毂受力,加,工工,艺,1,）轮毂,技术要求：孔与外圆一般具有较高的,同轴度,要求；端面与孔轴线的,垂直度,要求；内孔表面本身的,尺寸精度,、形状精度及表面,粗糙度,要求；外圆表面本身的尺寸、,形状精度,及表面粗糙度要求等。,1,，加工结构及技术要求,外圆表面,内圆表面,型孔,台阶面,退刀槽,外倒角,中心孔,2,）,轮毂,零件组成：,外圆表面,内圆表面，,型孔，,中心孔，,台阶面，,退刀槽，,内、外倒角,，气门孔,。,锻造,热处理,机加工,喷涂,胚料,2,，加工流程,1,）,进料,与切料,：,铝,棒材质为,6061,，将铝棒切割成,锻造,轮毂,所需的大小。,2,）,锻压,成胚,：以,超过,8000,吨的锻压机,将,预热,的铝材，以锻,压,方式，锻压成毛胚,（,保留加工余量,）。,1,）提高,铸件的力学性能，改善合金的切削性能；消除内应力；稳定铸件的尺寸和组织，,改善合金的组织和力学性能,。,2,）本,工序控制要点：退火,时间和温度,（,60-85,，,3min,）。,3,，热处理,：,1,）数控,机床加工,工序划分,的特点为：,先粗后精，先面后孔，刀具集中。,2,）,加工,顺序,：,按,由内到外、又粗到精、由近到远,的原则确定,。毛,坯,孔加工粗加工,孔半精加工,孔精,加工,外圆面加工,外圆面半精加工,阶梯面,粗加工,阶梯面,半精加工,内圆,加工,退刀面,加工,不规则孔,加工,型,孔,加工,气门孔加工,去毛刺,零件最终热处理,清洗,终,检,重点,控制项目：,中心孔直径、,PCD,位置度、端径跳、动平衡。,4,，机加工流程,工序号,工 序 名 称,设备名称及编号,夹辅具及编号,切削工具及编号,量具及编号,备注,1,备料,2,锻造,毛坯,阶梯面（靠近内圆）足够加工余量,3,退火,4,镗：,工位,1,：,粗,镗轴承孔,69,。,工位,2,：,粗,镗轴承,孔,70,。,工位,3,：,粗,镗轴承,孔,71,。,工位,3,：,粗,镗轴承,孔,72,。,工位,4,：,半,精镗轴承孔,72.4,。,工位,5,：,半,精镗轴承,孔,72.5,。,精镗,镗床,专用夹具,镗刀塞规,保证：,轴承孔,72.5,表面粗糙度为,R1.6,，上极限为,-0.028,，下极限为,-0.058,。,1,）工序,5,车：,工位,1,：,粗车,上端面,。,工位,2,：,粗,车上端面四分之一圆弧。,工位,3,：,半,精,车,上端,面,。,工位,4,：,半,精车上端面四分之一圆弧,。,工位,5,：,半,精车外圆。,立式车床,专用夹具,车刀,游标卡尺,保证：上极限为,0,，下极限为,-0.6,。,6,车：,粗车阶梯面,半精车阶梯面,倒角,立式车床,专用夹具,车刀,游标卡尺,7,车,：,粗,车下端面,。,粗车下端面,四分之一圆弧,半精车下,端面,半精车下端面,四分之一圆弧,倒角,。,立式车床,专用夹具,车刀,（陶瓷刀具）,游标卡尺,车：,切断面,立式,车床,专用夹具,车刀,激光检测,保证：表面与轴心垂直度,8,铣,：粗,铣上端面不规则孔。,精铣上端面不规则孔。,铣 床,专用,夹具,R5,球,铣刀,游标卡尺,保证：上端面不规则孔尺寸达到图纸要求。,9,钻：,钻,4 x,12,孔,钻,4 x,12.5,孔,攻,螺纹。,组合,钻,孔,机,床,专用夹具,麻花钻,（,12,、,12.5,）,M12.5,丝锥,塞规,保证：倒角,0.5X45,穿孔,.,10,去毛刺及所有的锐边倒钝,保证,：,去毛刺及所有锐边倒钝,11,清洗,零件,12,表面淬火保证硬度为,HBS120-163,13,探伤保证热处理部位无裂纹等缺陷,保证,：轮毂内,部无裂纹等缺陷,14,最终检查,保证：光洁度,2,）锻造,轮,轮毂装夹固定,镗,床加工,中心,孔,（,少量多次进刀,）,以中心孔装夹定位,车床加工曲面、垂直面（粗加工，半精加工）,铣床加工型孔、装饰孔、气门孔,休整边缘，,直刻出设计,尺寸,。,3,）,中心,孔加工：按设计钻孔，如,PCD 5*120,，,CB 72.50,等等,。,先钻后车,，以,产品,中心,孔,定位,，车削转速至少,2500r/min,（粗糙度）,4,）表面处理,5,）检查,铝合金车轮涂装的目的,:,首先是提高车轮的运行可靠性和耐久性；其次是提高它的外观装饰性。,本工序控制要点：前处理槽液参数、调漆参数和固化参数。,6,）涂,装：,涂装,车轮的工艺流程：,上料,预处理,烘干,喷粉,固化,喷漆,固化,下料,