汽车轮毂挤压成形新技术精选文档.ppt

汽车轮毂挤压成形新汽车轮毂挤压成形新技术技术本讲稿第一页，共二十二页汇报内容汇报内容1.概述概述2.参数确定参数确定3.工艺路线分析工艺路线分析4.轮毂挤压实验轮毂挤压实验 5.轮毂性能检测轮毂性能检测 6.课题最终成果课题最终成果本讲稿第二页，共二十二页1.1 研究内容研究内容n n 目前铝合金轮毂已在轿车轮毂上得到普及。与其相比，镁合金更有其优势：1.质量轻、比强度、比刚度高，可以满足汽车轮毂的使用要求。2.镁合金具有较高的弹性模量，抗震性能好，比铝合金轮毂更适合在高低不平的路面行驶。随着现代车辆轻量化的发展趋势，镁合金将逐步取代铝合金已经成为汽车轮毂的发展方向。本项目主要研究内容：本项目主要研究内容：一、概述本讲稿第三页，共二十二页1.对轮毂零件进行工艺分析，制定一套可行的轮毂成形工艺路线。2.镁合金塑性成形困难。本课题通过实验确定正确的成形工艺参数如坯料加热温度，模具预热温度、挤压速度等。3.成形出镁合金轮毂样品，并做力学性能检测。本讲稿第四页，共二十二页二、参数确定二、参数确定n n主要研究不同变形温度、变形速率条件下变形对塑性变形流变应力的影响。为考察温度对镁合金压缩变形过程的影响，分别在320、350、380、410下对AZ80A进行压缩实验；为研究变形速度对压缩过程的影响，分别在0.01s-1、0.1s-1、1s-1、10s-1的应变速率进行总应变量=0.8的压缩实验。本讲稿第五页，共二十二页同一应变速率不同温度下的真应变同一应变速率不同温度下的真应变同一应变速率不同温度下的真应变同一应变速率不同温度下的真应变-真应力如图所示：真应力如图所示：真应力如图所示：真应力如图所示：本讲稿第六页，共二十二页应变速率对镁合金塑性变形流变应力的影响如下：应变速率对镁合金塑性变形流变应力的影响如下：应变速率对镁合金塑性变形流变应力的影响如下：应变速率对镁合金塑性变形流变应力的影响如下：本讲稿第七页，共二十二页三、工艺分析三、工艺分析n n 图1 1为某厂家生产的型号13X4ET44汽车轮毂件的示意图。该零件轮辐表面有凹槽和5 5个较大的通孔；轮毂轴孔与轮辐间有深孔；轮辋部分为变截面的双杯形件，壁厚较薄且孔深较大；轮辋两端的轮缘截面过渡较大。图图1本讲稿第八页，共二十二页工艺路线：工艺路线：n n制定工艺路线如下制定工艺路线如下:下料下料正挤压正挤压复合挤压复合挤压胀形胀形机加工连机加工连皮及余料皮及余料热处理及表面处理。实验采用的设备为热处理及表面处理。实验采用的设备为YX3150YX3150液液压机。压机。下料下料 正挤压正挤压 复合挤压复合挤压 胀形胀形图图2 轮毂挤压成形工序轮毂挤压成形工序本讲稿第九页，共二十二页n n下料：采用178mm铸态AZ80坯料。正挤压：将圆柱坯料挤压成壁厚较大的桶形件。复合挤压：实现厚壁的减薄。本讲稿第十页，共二十二页n n胀形：该工序主要将两次挤压后坯料胀形为轮毂轮辋形状。n n胀形单位压力q=1.152tb/dmax n n =9.13Mpa总胀形力 P2.685（29090+18060）9.1384780 774.1KN本讲稿第十一页，共二十二页n n 所制定工艺路线中，正挤压变形程度72.1%，复合挤压最大变形程度为67.8%，与直接挤压成薄壁相比变形程度有较大程度的降低。变形程度对比：采用圆柱形坯料直接挤压成双杯形薄壁变形程度如下：本讲稿第十二页，共二十二页4.1实验设备及材料实验设备及材料n n 实验设备采用YX32315液压机，公称压力3150 KN，镁合金轮毂成形复合挤压、正挤压和胀形模具各一套，镁合金坯料预热炉、凹模加热炉及自制SYT-B温度控制器各一套。实验材料为AZ80圆柱坯料，直径为178mm。四、轮毂挤压实验本讲稿第十三页，共二十二页n n 主要挤压工艺参数：坯料加热温度：380 ；模具预热温度为380；挤压速度为0.2mm/s。4.2正挤压图图1正挤压模具图正挤压模具图以下为正挤压模具及工艺参数超塑性压缩实验如图2图图2 380的真应力的真应力应变曲线应变曲线 本讲稿第十四页，共二十二页4.3复合挤压工艺复合挤压工艺n n 复合挤压模具结构见右图，该步工序主要是将一序成形出的下端厚壁进行减薄，主要成形过程：放入坯料，液压机下缸顶出，将下压头顶入预制坯里，并给它一定的顶紧力，然后液压机上缸下行带动下压头下行，下部厚壁被挤压减薄成形。正挤压模具图正挤压模具图实验结果实验结果 挤压工艺参数同正挤压。本讲稿第十五页，共二十二页4.4胀形胀形n n该步工序主要是将前两步工序成形出来的轮毂该步工序主要是将前两步工序成形出来的轮毂预制坯桶壁胀形为轮毂轮辋形状。预制坯桶壁胀形为轮毂轮辋形状。n n坯料与温度为坯料与温度为220 。胀形模具图胀形模具图 实验结果实验结果本讲稿第十六页，共二十二页4.5产品后处理产品后处理n n挤压胀形后的制品去除连皮，在经过机加工喷漆处理的产品图如右图所示。镁合金轮毂最终产品图镁合金轮毂最终产品图本讲稿第十七页，共二十二页五、轮毂性能检测五、轮毂性能检测n n采用线切割在挤压成形的镁合金轮毂上取样，试样尺寸如图所示，取样位置分别分布在轮毂上凸缘、筋部、下凸缘上。取样方向分横向和纵向两种。室温条件下在AG-I250KN精密万能实验机进行精密万能实验机进行拉伸实验。拉伸实验。拉伸试样示意图本讲稿第十八页，共二十二页取取取取样样样样取取取取样样样样方方方方向向向向试样编试样编试样编试样编号号号号抗拉抗拉抗拉抗拉强强强强度度度度/MPa/MPa/MPa/MPa屈服屈服屈服屈服强强强强度度度度/MPa/MPa/MPa/MPa延伸延伸延伸延伸率率率率/%/%/%/%铸态试铸态试铸态试铸态试样样样样1 1 1 1234.4234.4234.4234.41011011011019.29.29.29.22 2 2 2225.0225.0225.0225.01061061061069.19.19.19.1轮毂轮毂轮毂轮毂中部中部中部中部径向径向径向径向3 3 3 332532532532516616616616612.012.012.012.04 4 4 4318.6318.6318.6318.616016016016010.510.510.510.5轮毂轮毂轮毂轮毂辐辐辐辐条条条条纵纵纵纵向向向向6 6 6 6320.3320.3320.3320.317817817817812.412.412.412.47 7 7 7325.6325.6325.6325.615715715715714.114.114.114.1径向径向径向径向8 8 8 8316.8316.8316.8316.814814814814810.610.610.610.69 9 9 9317.9317.9317.9317.914614614614611.011.011.011.0轮毂轮毂轮毂轮毂下下下下凸凸凸凸缘缘缘缘切向切向切向切向10101010328.1328.1328.1328.116016016016010.310.310.310.311111111335.9335.9335.9335.916116116116114.214.214.214.2纵纵纵纵向向向向12121212333.6333.6333.6333.619819819819815.015.015.015.013131313343.2343.2343.2343.220220220220215.215.215.215.2本讲稿第十九页，共二十二页 断口形貌及显微组织分析：断口形貌及显微组织分析：本讲稿第二十页，共二十二页n n确定了轮毂挤压成形工艺路线及工艺参数。n n成形出了镁合金轮毂样品。n n发表学术论文一篇，题目为镁合金汽车轮毂挤压成形工艺研究。六六 课题最终成果课题最终成果本讲稿第二十一页，共二十二页本讲稿第二十二页，共二十二页