锻造铝合金车轮，铝合金轮毂旋压工艺

图2 铝合金轮毂旋锻机工作原理示意图

旋转滚锻机与振动滚锻机相似，但相似之处在于模具与工件局部接触而产生塑性变形，并因旋转而逐渐积累变形。不同之处在于，在旋转滚锻机中，凸模也因枢轴而旋转，而凹模不旋转，而旋转滚锻机有两个主轴，上下轴线形成角度彼此之间。我是。两主轴功能相同，匀速旋转，无晃动。

车轮转动及锻造成形加工特点。

旋轧锻造工艺可使锻坯变形均匀，金属纤维流线合理，大大提高了产品的性能。使用旋转滚压锻造机来形成车轮。变形过程中，可对车轮端部金属进行滚压，将车轮正面及棒材表面的鳞皮翻至车轮后腔，有效保证了非加工件的表面质量。 -加工区.图3为车轮正面滚压锻造工艺示意图，优于传统锻造方法。

图3 铝合金车轮旋转及滚动变形示意图

旋锻机伺服控制系统

机器控制系统基于西门子840D，经过二次开发，实现数字伺服控制和安全检测报警，还支持自动上下料和模具自动润滑。基于工业以太网标准通讯方式，支持手动模式、调试模式和自动模式。轧锻主滑块具有闭环实时位置传感和控制，以及滑块的闭环速度和压力控制。我们开发了用户定制的屏幕和软限位控制功能，并增强了故障诊断和报警信息。滚锻机具有完善的安全防护体系，开发了基于工业以太网的安全防护链路，支持多机连接安全防护，具有完整的安全提示信息和报警信息。图4为WE-RFM/3600旋转滚锻机伺服控制系统的配置。

图4 WE-RFM/3600旋压机伺服控制系统配置图

设备基本参数

铝合金轮毂旋锻机基本设备参数如表1所示。

表1 铝合金轮毂旋锻机技术参数

旋转滚锻机的优点旋转滚锻机用于铝合金轮毂的锻造工艺，具有许多传统锻造设备难以替代的优点，主要体现在以下几点。

(1)旋转滚锻机是通过局部变形累积而形成的，因此与传统模锻液压机相比，设备吨位显着降低至约1/20至1/10。

(2)旋锻机的设备容量是传统模锻液压机的1/2，显着减少浪费的电能消耗。

(3)旋锻锻压机本身重量是常规模锻液压机的1/101/5，且厂房高度和面积较小，因此厂房较低。

使用旋锻机压制毛坯锻造时可以使用水基润滑剂代替油基润滑剂，有效环保。

车轮采用旋锻机落料，变形过程中棒材尖端金属翻转到车轮前部，因此车轮前部棒材上不留氧化皮。这有效保证了车轮正面未加工区域的表面质量，优于传统锻造方法，特别适合锻造铝轮毂的坯料制造工艺。

应用实例 旋锻机在铝合金汽车轮毂锻造生产线上的应用。

汽车轮毂铝合金锻造生产线由五台成形设备组成：旋锻机一台、大型锻造液压机两台、小吨位液压机一台、强力旋压机一台。图5为汽车铝合金轮毂锻造成型工艺流程。

铝合金汽车轮毂锻造生产线特点：

1）可为汽车锻造轮毂成型窗口，降低加工成本。

2）铝合金锻造轮毂特别适合OEM市场。

3）生产效率达到年产50万件，产值2亿元以上。

图5 汽车铝轮毂锻造工艺

(2)旋锻机在铝合金轮毂短流程锻造生产线上的应用。

1）短流程锻造生产线的设备配置。图为一条短流程铝合金锻造轮毂生产线，仅由旋锻机、小吨位压力机、强力旋压机三台成型设备组成，成型工序缩短为三步。 6、图7所示为大型卡车铝轮的成型工艺。

图6 铝合金轮毂短流程锻造生产线

图7 铝轮毂短步锻造工艺

2）短流程铝合金锻造轮毂生产线的特点。

与传统锻造线相比，取消两台大型压力机，投资额减少50%。

由于工艺流程短，需要两套大型模具，减少物料流动成本。

该生产线还可用于售后市场汽车轮毂的气锻，满足市场对个性化轮毂的需求。

适合生产铝合金重卡、客车车轮及售后汽车车轮，可实现产值2亿元左右。

经济效应和节能/资源节约效应(1)直接经济效应。

与同类进口设备相比，每台可以为您节省大量资金。以滚锻机为主体，针对重卡、客车轮毂、售后客车轮毂市场，成功开发了铝合金轮毂短流程成型生产线，节省了两台80000kN液压机和两套大型模具。可节省投资额50元，基建投资约3000万日元，以旋锻机为核心设备，生产的铝合金锻造卡车车轮比传统钢车轮轻50%，效果显着。减重、节能对于轮毂产品升级换代、发展大型车辆具有重要的经济意义。

环保效果。

与传统的模锻方法相比，利用旋锻机进行塑性成型可以使用非石油润滑剂，可以有效预防火灾和净化空气，从而显着节省能源并净化空气。达到提纯后即可生产。减排效果。

(3)节能、节材效果。

一台3600kN的旋锻机可以替代一台80000kN的液压机，使设备容量减少一半，每台减少设备容量600kW，大大减少了不必要的电力消耗，而且设备本身也具有省材的特点。旋转滚锻机的重量是相应液压机单独重量的1/10，通过与旋压机组合，可以使车轮锻件的尺寸更加精细。

发展前景 智能化是旋转滚锻机的重要发展方向，将滚锻工艺参数与虚拟工艺仿真相结合，实现滚锻工艺参数的智能调节，对于提高工艺调试周期、缩短工艺调试周期非常重要。

将设备状态参数与互联网平台融合，建立设备远程故障诊断预警系统，实现便捷的互联网化服务，提高面向用户的服务水平。

（3）旋锻机的研制成功，为铝合金轮毂的锻造成型提供了新的设备，但其应用范围不仅仅局限于铝合金轮毂，其应用范围进一步扩大，并将继续予以积极推广。 -黑色金属成形和黑色金属成形。这对于实现轴对称盘形和圆柱形零件的近净形状非常重要。

关于作者

孙少明副总经理、工程师主要研究方向为车轮锻造设备控制系统开发，负责铝合金车轮电控系统、铝合金车轮滚压3600kN大功率旋压机的开发与调试除了机器之外，他还获得了六项专利，其中发明专利两项。

—— 来源：《锻造与冲压》 2020 年第9 期

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