旋壓技術在輪轂加工中的應用

劉銀峰

摘 要：近年來，隨著我國經濟不斷的發(fā)展，促使我國的制造工藝不得不在制作技術上進行提升。這對我國輪轂加工技術也是一種推動作用。傳統(tǒng)的輪轂加工技術在方法上制作周期長，并且制作的效率低，這樣的制作方式存在一定的不足，并且制造的成本也非常高，不利于我國的經濟發(fā)展。因此，為了滿足現代人們的生活需求，我國在輪轂加工技術中使用旋壓技術加工，并取得了良好的成績，為我國的經濟快速增長提供了堅實的基礎。

關鍵詞：旋壓技術；輪轂加工；應用

中圖分類號：TG306 文獻標識碼：A

隨著我國制造業(yè)的不斷提高，對輪轂的設計以及制作工藝就會顯得非常的重要，不僅要求輪轂具有好看的外觀，還要具有一定的質量、強度高、硬度高的特點。因此，采用旋壓技術對我國的輪轂加工具有非常重要的意義。

1 旋壓技術在輪轂加工中重要性

當前的普選主要應用在車輪輪轂加工中，為單旋輪普旋，有4個可置換的旋輪轉塔，分別為：普旋輪、精整輪、成型輪以及切割輪，在進行旋壓加工的時候能夠根據實際的要求進行自動換旋輪，同時能夠對一些形面較為復雜的工件進行加工。這類旋壓工具主要采用交流流變頻電機，為旋壓機提供強大的電力，實現旋壓機工作。

隨著車輪行業(yè)的發(fā)揮發(fā)展，促進輪轂的輕量化發(fā)展，當前的輪轂主要由鋁合金組成，使用鋁合金輪轂的相比鑄造鋁輪的機械力學提高18%，重量、成本約降低30%左右，制造鋁合金鋁輪鍛造生產線主要有立式3旋輪、6軸數控的3VDZ20-11CNC立式旋壓機，主軸電機為200kW，轉速為0～1000rpm，該旋壓機的雙心距800mm，縱向推力15kN，縱向行程400mm，橫向推力為15kN，橫向行程為250mm，從旋壓機本體或者控制都具有非常顯著的特色。

當前鍛造鋁車輪機械強度高，重量輕，使用鍛造技術，材料的利用只有原材料的50%不到，成本高。因此，該方法只適合高檔汽車能夠裝配。但是為了提高材料的利用率，擴大市場，我國研發(fā)了新的旋壓技術，采用鑄造性能好的鋁合金，鑄坯經旋主要通過制造部分，將鋁合金的金屬組織化成纖維狀，提高材料的韌性，同時還能夠減輕車輪的質量，采用鑄坯經旋的旋壓技術制造鋁輪（N991），N991鑄旋鋁車輪（18×8）如圖1所示，重量為7.55kg，但是采用鍛造鋁車輪，米其林重量為11.75kg，OZ重量12.45kg，哪怕是經過輕量設計的也有10.05kg這樣的情況，該方法的鍛造工藝以及性能非常接近鋁車輪，但是成本卻很低。從上述中，能夠看出當前的旋壓技術在我國的應用是非常廣的。

2 旋壓技術的原理以及分類

2.1 旋壓技術的原理

我國最早的旋壓技術起源于唐代時期，從制陶工藝發(fā)展得來。旋壓是一種綜合鍛造、擠壓、拉伸、離心等工藝特點形成的。隨著時代的發(fā)展科技的進步當前的旋壓技術主要用來加工金屬物品，將金屬筒坯、平板毛坯或者預制坯的頂端緊緊的靠在開旋壓機芯模上。由主軸帶動芯棒促使材料旋轉，同時利用旋壓輪將毛坯一側將材料擠壓在旋轉芯模上，使材料在旋轉的過程中發(fā)生緩慢的變形，從而形成各種母線形狀的空心旋轉零件。

2.2 旋壓的分類

根據旋壓技術加工材料的過程中毛坯厚度的改變，可將旋壓技術工藝分為普通旋壓和強力旋壓。

普通旋壓，主要是在旋壓的過程中對毛坯的厚度保持基本不變，主要的形成原因是依靠坯料沿周圍的收縮或者沿著半徑伸長的變形在判斷，普通旋壓在加工的中的主要特征是工件才形成之后坯料的外徑發(fā)生了適當的變化。在普通旋壓的過程中坯料的厚度變化不大，但是直徑的變化很大。

強力旋壓簡稱強旋，強力旋壓的主要工藝是依靠將坯料的厚度進行大幅度的減少來形成的，坯料的外徑基本保持不變。在進行強力旋壓的過程中，旋輪的加于坯料的壓力要比普通旋壓的壓力大的多，坯料的形變情況也和普通旋壓有著非常大的區(qū)別。強力旋壓過程中坯料的直徑基本不變，但是坯料的厚度發(fā)生的改變很大。

3 旋壓技術在輪轂加工中的具體應用

預制鍛坯鋁合金的第一步工序制作坯料，坯料的制作不僅僅是簡單的墩粗，還要通過旋鍛機將圓柱形的棒料碾壓成餅狀這樣的方式最后續(xù)的旋壓成型會造成一定的影響。因此在試做坯料的生產輪轂的時候可以采用普旋和強旋兩種。

3.1 旋壓技術在鋁合金汽車車輪輪轂加工中的應用

隨著人們用車的頻率增加，對車也有了各種各樣的要求，車輪輪轂也漸漸有了大直徑、寬幅化的傾向，并且對車輪輪轂的質量要求也有進一步的提高。對于車輪輪轂的鑄造方法上來看，當前的主要鑄造工藝是利用旋壓技術，對鑄造輪轂坯料的成型進行加工，這樣的方法不僅能夠降低輪轂的制造成本，還能夠提高輪轂的使用質量。例如：當前的車輪輪轂主要是由鋁合金構成，在制造工藝方面是在鑄造輪轂的基礎上使用旋壓技術，首先在進行旋壓之前對預成型的材料進行預熱，降低材料的硬度，這樣一來材料的抗變形力就會相對的降低，在施工的過程中就會相對的降低難度。但是為了減少預成型的坯料預成型的模塊之間存在的溫度差太大從而產生的膨脹現象，從綜合方面考慮將預熱的溫度控制在300℃～350℃，為了保證坯料在形成的過程中溫度不會降低，保持應有的柔性，這就需要在旋壓機械上設置燃燒器進行加熱保持坯料的溫度。在進行旋壓的過程中還需要對各個旋壓機械安裝機械臂，主要對形成的坯料進行自動裝卸。該工藝主要對用來生產鋁合金汽車車輪輪轂，生產成本小，質量非常好。

3.2 旋壓技術在軸流風機輪轂中的應用

一般情況下，較為落后的軸流風機輪轂加工工藝都是采用三軋輥進行卷制，然后進行焊接成型。這樣的工藝不僅僅是的輪轂的尺寸出現較大的差異，并且對軸流風機的質量也有一定的影響。再加上焊接的應力影響，還會導致軸流風機的精準度降低。因此，為了提高軸流風機的質量以及準確度，漸漸的就開始采用模具拉伸制造輪轂，但是這樣的制造方法需要的成本非常高，并且需要的壓力非常大，但是使用旋壓技術，制造成本只有模具拉伸制造5%，并且制作周期很短。例如：圖2是以P700普旋壓機床上使用Q235材料，材料的厚度為6mm的鋼板進行軸流風機直徑為1m輪轂和用于導流的厚度為1mm的輪轂蓋為例，由于旋壓加工的過程中出現金屬硬化的現象，因此要先進行金屬預熱，輪轂的前端中心凹窩錐角應適當的擴大，因為金屬板剪旋遵循的減薄量規(guī)律基本是：板厚δ×sinα，根據實際加工的結果來看，當輪轂其前端中心凹窩錐角為900時，6mm鋼板生產的輪轂其前端中心凹窩錐角的減薄量約為板厚δ×0.86。由次可以看出旋壓技術在軸流風機中的運用是非常廣泛的。

結語

伴隨著我國經濟的不斷發(fā)展，促使人們的生活質量不斷的提高，人們非常重視生活中一些輪轂加工的產品。為了滿足現代社會的發(fā)展需求，實現輪轂制造企業(yè)的快速發(fā)展，需要不斷的加強輪轂的制作工藝，降低輪轂的制造成本，提高輪轂質量。在旋壓技術的基礎上進行不斷的開發(fā)研究，從而推動我國的經濟效益快速穩(wěn)步的增長。

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