旋壓技術(shù)在輪轂加工中的應(yīng)用

李志廣

中信戴卡股份有限公司，中國(guó)·河北 秦皇島 066011

輪轂加工；旋壓技術(shù)；效率；質(zhì)量

1 引言

旋壓技術(shù)是基于傳統(tǒng)輪轂加工技術(shù)發(fā)展而來(lái)的一種高效加工工藝，這種生產(chǎn)工藝在生產(chǎn)過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)代化快速生產(chǎn)，同時(shí)對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝過(guò)程中存在的問(wèn)題及不足之處進(jìn)行彌補(bǔ)，改善生產(chǎn)效果。所以在論文當(dāng)中，筆者將針對(duì)現(xiàn)如今輪轂加工中對(duì)旋壓技術(shù)的應(yīng)用以及旋壓技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行論述，促進(jìn)旋壓技術(shù)在輪轂生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行推廣與應(yīng)用，提升汽車(chē)制造行業(yè)整體制造水準(zhǔn)。

2 旋壓技術(shù)應(yīng)用的必要性

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，汽車(chē)制造廠商在發(fā)展過(guò)程中面臨的競(jìng)爭(zhēng)力越來(lái)越大，所以為了提高自身企業(yè)在激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，就需要加強(qiáng)高新技術(shù)以及提升企業(yè)生產(chǎn)制造質(zhì)量和效率的技術(shù)應(yīng)用。旋壓技術(shù)就是基于此被引進(jìn)到汽車(chē)輪轂制造生產(chǎn)工藝當(dāng)中，通過(guò)應(yīng)用旋壓技術(shù)能夠顯著降低汽車(chē)輪轂生產(chǎn)過(guò)程中所存在的各種缺點(diǎn)，包括生產(chǎn)效率以及表面質(zhì)量較低等問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中的高效性以及高質(zhì)量，保證企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，能夠與其他企業(yè)之間形成技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)。這也是現(xiàn)如今越來(lái)越多的汽車(chē)制造廠商，在進(jìn)行輪轂生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用旋壓技術(shù)的原因，促使旋壓技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中獲得更好的發(fā)展，使技術(shù)本身的未來(lái)發(fā)展空間越來(lái)越大，技術(shù)的創(chuàng)新性越來(lái)越強(qiáng)。

3 輪轂生產(chǎn)中應(yīng)用旋壓技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

3.1 降低功率消耗

在輪轂生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用旋壓技術(shù)，可以在進(jìn)行生產(chǎn)環(huán)節(jié)的過(guò)程中使旋壓設(shè)備的旋輪對(duì)輪轂的配料進(jìn)行逐點(diǎn)旋壓。相較于傳統(tǒng)輪轂生產(chǎn)過(guò)程中所采用的方法，旋壓技術(shù)能夠降低與輪轂之間的接觸面積，從而達(dá)到增加單位面積的壓力的目的。相較于傳統(tǒng)的技術(shù)，單位內(nèi)的壓力達(dá)到幾倍之多，而且應(yīng)用旋壓技術(shù)可以進(jìn)行難度較高的材料，能夠促使材料在進(jìn)行加工時(shí)總變形力達(dá)到最小模式，從而保障在加工過(guò)程中加工功率的消耗達(dá)到最低程度[1]。

3.2 提高輪轂材質(zhì)的物理性質(zhì)

在輪轂生產(chǎn)過(guò)程中，為了保證輪轂本身的各項(xiàng)物理強(qiáng)度，加工過(guò)程中所選用的材料也就是輪轂的胚料，內(nèi)部的晶體顆粒會(huì)在三向變形力的外界作用下，使材料整體能夠根據(jù)變形區(qū)的滑移出現(xiàn)錯(cuò)位移動(dòng)，在錯(cuò)位移動(dòng)的過(guò)程中，滑移面各滑移層移動(dòng)的方向和變形的方向都會(huì)始終保持一致，從而使得材料整體的金屬纖維連續(xù)性以及完整性能夠得到保證。在此基礎(chǔ)上增加旋壓技術(shù)進(jìn)行輪轂的生產(chǎn)，能夠在金屬晶格結(jié)構(gòu)進(jìn)行快速變化的過(guò)程中使輪轂本身的強(qiáng)度、硬度以及抗拉性和屈服極限等物理性能得到最大程度的提升，提高輪轂本身的各項(xiàng)物理強(qiáng)度，增加輪轂后期使用質(zhì)量。

3.3 提高輪轂表面質(zhì)量

傳統(tǒng)技術(shù)在進(jìn)行輪轂生產(chǎn)過(guò)程中所表現(xiàn)出的最大問(wèn)題就是輪轂成品的表面質(zhì)量大大降低，對(duì)輪轂的外觀影響非常嚴(yán)重。而應(yīng)用旋壓技術(shù)，則能夠在旋壓設(shè)備的壓力作用下，使輪轂制品的表面精度以及光澤度都達(dá)到較高的水準(zhǔn)。在高強(qiáng)度的壓力作用下，輪轂表面的平整性以及壓延性都能夠得到極大程度的提升，進(jìn)一步提升了輪轂成品的外在觀賞效果。相較于傳統(tǒng)工藝來(lái)講，觀賞性的提升是非常大的[2]。

3.4 提升操控性能

對(duì)于輪轂制造來(lái)講，在現(xiàn)如今大多數(shù)所選擇的輪轂材料是鋁合金的，所以也通過(guò)旋壓技術(shù)進(jìn)行鋁合金輪轂生產(chǎn)，能夠在生產(chǎn)過(guò)程中使輪轂自身的重量得到大大降低。而對(duì)于汽車(chē)來(lái)講，在進(jìn)行操控的過(guò)程中，汽車(chē)的駕駛性能與車(chē)身的重量是息息相關(guān)的，所以通過(guò)降低輪轂本身的重量能夠使汽車(chē)在行駛過(guò)程中達(dá)到最優(yōu)化模式，大大增強(qiáng)汽車(chē)的駕駛性能以及操控感。

3.5 降低成本投入

相較于傳統(tǒng)的輪轂生產(chǎn)技術(shù)來(lái)講，現(xiàn)在進(jìn)行輪轂生產(chǎn)所選用的材料為鋁合金，不僅其具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，而且將鋁合金預(yù)約旋壓技術(shù)進(jìn)行結(jié)合之后，能夠大大降低在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的材料浪費(fèi)現(xiàn)象，從而在一定程度上對(duì)輪轂生產(chǎn)的成本費(fèi)用投入進(jìn)行了降低，減少了輪轂生產(chǎn)過(guò)程中的資金投入。而汽車(chē)廠商可以依據(jù)汽車(chē)輪轂生產(chǎn)的低成本優(yōu)勢(shì)，在汽車(chē)市場(chǎng)當(dāng)中進(jìn)行更有利的競(jìng)爭(zhēng)，提升企業(yè)自身的競(jìng)爭(zhēng)力。這也是現(xiàn)如今大多數(shù)廠商在進(jìn)行輪轂生產(chǎn)時(shí)，都進(jìn)行旋壓技術(shù)應(yīng)用的最主要原因[3]。

3.6 降低生產(chǎn)難度

對(duì)于汽車(chē)制造廠商來(lái)講，在進(jìn)行輪轂生產(chǎn)時(shí)，對(duì)坯料的選擇具有極強(qiáng)的獨(dú)特性與針對(duì)性，所以根據(jù)各自的生產(chǎn)工藝，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中生產(chǎn)難度會(huì)大大增加。而相較于傳統(tǒng)技術(shù)來(lái)講，旋壓技術(shù)其本身對(duì)于批料的適應(yīng)性就非常廣泛，在應(yīng)用旋壓技術(shù)的過(guò)程中，無(wú)論是純制材料還是其他的合金材料都能夠進(jìn)行加工，所以在加工制造過(guò)程中制造的高效性得到了真正的保證。

4 汽車(chē)輪轂制造中旋壓技術(shù)的應(yīng)用

4.1 旋壓技術(shù)的工藝要點(diǎn)

首先，旋壓技術(shù)主要可以分為普通旋壓以及強(qiáng)力旋。普通旋壓技術(shù)在進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，其主要作用是對(duì)輪轂生產(chǎn)的原材料外形進(jìn)行改變，如對(duì)厚度的改變以及外形尺寸的改變。在進(jìn)行改變的過(guò)程中，主要是通過(guò)旋壓輪運(yùn)動(dòng)軌跡、旋壓輪的直徑以及間隙和旋壓輪工作室的進(jìn)氣率和旋壓設(shè)備的主軸轉(zhuǎn)速以及施壓壓線速度等。其次，則是強(qiáng)力旋壓。強(qiáng)力旋壓的主要作用是對(duì)已經(jīng)進(jìn)行過(guò)外形加工的原材料毛坯進(jìn)行壁厚以及直徑尺寸的改變，在進(jìn)行實(shí)際工作時(shí)，其主要的工藝要素同普通旋壓大致相同，不同之處在于需要對(duì)施壓間隙以及道次和減薄率以及工件半錐角等進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。最后，工藝要素之外，在進(jìn)行輪轂的制作過(guò)程中，材料本身需要擁有很好的延伸率、斷面收縮率、抗拉強(qiáng)度以及屈服強(qiáng)度，這些是對(duì)材料本身的物理性能的要求，這也是為了保證能夠在后續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中輪轂本身質(zhì)量合格。除此之外，還需要注意對(duì)加工過(guò)程中的材料進(jìn)行熱處理[4]。

4.2 旋壓技術(shù)工作原理

旋壓技術(shù)并不是我們現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中所創(chuàng)新的，而是源自于中國(guó)古代在古代制陶工藝當(dāng)中就已經(jīng)存在旋壓技術(shù)。旋壓技術(shù)主要包括了對(duì)工件或者是原材料的鍛造、擠壓、拉伸、彎曲以及環(huán)軋和橫軋等多道工序。在進(jìn)行加工時(shí)，將需要加工的原材料用尾頂頂緊在旋壓機(jī)芯膜上，然后發(fā)動(dòng)主軸，通過(guò)主軸對(duì)芯棒和原材料進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而使旋壓輪從毛坯的一側(cè)將材料再旋轉(zhuǎn)的芯膜上進(jìn)行擠壓。在這個(gè)過(guò)程中加工的原材料會(huì)出現(xiàn)主點(diǎn)，并且連續(xù)的塑性變形，從而使材料在加工過(guò)程中，能夠變成擁有多種母線形狀的空心旋轉(zhuǎn)體零件。

4.3 旋壓技術(shù)分類(lèi)

在進(jìn)行旋壓技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，以需要進(jìn)行加工的毛坯厚度情況來(lái)進(jìn)行分類(lèi)，可以將旋壓技術(shù)分為普通旋壓以及強(qiáng)力旋壓兩種。

普通旋壓在傳統(tǒng)的觀點(diǎn)當(dāng)中認(rèn)為該旋壓技術(shù)的毛坯厚度在加工過(guò)程中是基本不會(huì)出現(xiàn)變化的，毛坯的成形主要是通過(guò)毛坯沿圓周進(jìn)行收縮和鹽半徑進(jìn)行伸長(zhǎng)來(lái)達(dá)到外形的變化，所以普通旋壓的重要特征就是在進(jìn)行加工過(guò)程中，隨著毛坯逐漸成型，其毛坯的外徑會(huì)出現(xiàn)非常顯著的變化，但是厚度并不會(huì)出現(xiàn)變化。

強(qiáng)力旋壓則是在進(jìn)行加工過(guò)程中，通過(guò)對(duì)毛坯料厚度進(jìn)行減薄來(lái)進(jìn)行工件的塑形，所以在整個(gè)加工過(guò)程中，毛坯料的外徑始終處于不變的狀態(tài)。最主要的特征是在加工過(guò)程中，毛坯料所承受的壓力相比較于普通旋壓來(lái)講要更大，所以在毛坯料出現(xiàn)變形的過(guò)程中，相較于普通旋壓來(lái)講也有很大的不同。因?yàn)樵谶M(jìn)行強(qiáng)力旋壓加工過(guò)程中，毛坯料的直徑不會(huì)出現(xiàn)非常顯著的變化，但是厚度變化卻非常大，所以強(qiáng)力旋壓又可以叫做變薄旋壓[5]。

4.4 旋壓技術(shù)在鋁合金輪轂生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用

汽車(chē)廠商在進(jìn)行輪轂生產(chǎn)過(guò)程中，大多數(shù)都是進(jìn)行預(yù)制鍛坯鋁合金輪轂生產(chǎn)，相較于傳統(tǒng)的制坯工序來(lái)講，在進(jìn)行實(shí)際操作時(shí)，不是進(jìn)行簡(jiǎn)單的鐓粗，而是在此基礎(chǔ)之上，通過(guò)旋鍛機(jī)將圓柱棒料進(jìn)行碾壓，使圓柱棒料外形變成餅狀，因?yàn)樵谶M(jìn)行旋壓技術(shù)應(yīng)用時(shí)，毛坯料的形狀對(duì)于后續(xù)的工藝操作會(huì)有很大的影響。進(jìn)行預(yù)制鍛坯鋁合金輪轂的生產(chǎn)過(guò)程中所采用的旋壓技術(shù)，可以將普旋和強(qiáng)旋兩種技術(shù)都進(jìn)行應(yīng)用。在進(jìn)行毛坯料的鍛造過(guò)程中，通過(guò)應(yīng)用強(qiáng)旋壓技術(shù)可以使輪轂本身的重量降低25%左右，這主要是因?yàn)樵谶M(jìn)行工藝制作過(guò)程中，不僅僅對(duì)截面的厚度進(jìn)行了改變，同時(shí)又使得材料的致密性得到了增加，所以材料本身的機(jī)械性能就會(huì)得到增強(qiáng)[6]。依托強(qiáng)旋壓技術(shù)進(jìn)行輪轂的制作，可以使輪轂的腹部形狀和設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)的鑄造輪轂相同，所以輪轂的表面光滑性以及表面平整度都大大增加，觀賞效果更好。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在汽車(chē)輪轂制造過(guò)程中，對(duì)傳統(tǒng)制造工藝以及技術(shù)所存在的問(wèn)題，要一一進(jìn)行解決，并逐步提升輪轂制造的質(zhì)量以及效率。所以，針對(duì)旋壓技術(shù)的應(yīng)用，在輪轂制造生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)更加重視，并且針對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行不斷的生產(chǎn)工藝的完善和優(yōu)化，使旋壓技術(shù)能夠更好的在輪轂制造過(guò)程中發(fā)揮實(shí)際作用。需要注意的是，在不斷地發(fā)展技術(shù)與應(yīng)用的過(guò)程中，同樣要加強(qiáng)技術(shù)的創(chuàng)新，使旋壓技術(shù)能夠在應(yīng)用過(guò)程中更具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。