一種汽車鋁合金輪轂的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車鋁合金輪轂的制造方法。
【背景技術】
[0002]相比于鋼制輪轂鋁合金輪轂具有重量輕、散熱及減震性能好、尺寸精度高、外表美觀等優(yōu)點，現(xiàn)在有越來越多的汽車開始采用鋁合金輪轂。故，鋁合金輪轂的加工制造方法的研宄得到了廣泛的重視。
[0003]鋁合金汽車輪轂傳統(tǒng)制造方法有鑄造成型以及旋壓成型。其中，鑄造成型又可分為重力鑄造和低壓鑄造，使用鑄造方法生產(chǎn)鋁合金輪轂具有生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，但其成品性能較差；而使用旋壓法制造鋁合金輪轂成品性能好，但其生產(chǎn)設備昂貴、花費時間長。上述兩種成型方法具有各自不能克服的技術缺陷。為此，人們開拓新的鋁合金輪轂的制造方法和制造工藝。
[0004]根據(jù)制造工藝不同，輪轂按照結構可分為單片式(一片式)、兩片式和三片式。單片式即將整體鋁錠放置在鍛壓模具上一次擠壓成型(這里的一次是指整體，并非次數(shù))，輪輻基本造型和輪輞一起成型后輪轂是成為整體的；兩片式即將輪輞部分和輪輻分開鍛制；三片式即將輪輻和輪輞分開鍛制同時，輪輞也分為兩個部分鍛制。其中，三片式的輪輞必須用焊接和密封膠結合成輪輞整體避免漏氣，同時輪輻部分和輪輞必須用螺絲固定。傳統(tǒng)多片式鋁合金輪轂的輪輻與輪輞間采用激光焊接、卯接或螺栓緊固的方法結合。其中，激光焊接具有焊接速度快、焊接精度高等優(yōu)點，但其有焊接設備昂貴、能量消耗大、易產(chǎn)生焊接缺陷等缺點；卯接及螺栓緊固連接成本低、易加工，但其結合精度差、結合強度低。
[0005]為此，一種叫做攪拌摩擦焊的新型焊接技術應運而生，其常用于焊接以鋁合金為代表的低熔點合金，其具有焊縫美觀、無污染、結合強度高等優(yōu)點。采用攪拌摩擦焊技術對輪轂進行焊接是指將輪輻放置如輪輞內(nèi)通過一個高頻率旋轉的焊接頭擠壓連接部位，使該部位在高溫作用下融化融合，同時由于熱脹冷縮的效應該連接部位在冷卻后會縮小，于是正好將輪輻部分精準的卡在輪輞內(nèi)部。該技術的優(yōu)勢在于連接部位更加穩(wěn)固，強度更高也更不容易脫落。同時，類似鍛壓技術也會產(chǎn)生連接部位分子密度更高的效果。
[0006]通常情況下，在進行筒狀物環(huán)向焊接時，要將外直徑等于待焊接筒內(nèi)直徑的鋼管插入待焊接筒，以實現(xiàn)其內(nèi)部支撐。然而，現(xiàn)有在使用攪拌摩擦焊對輪轂進行焊接時，焊縫背面沒有被墊實，焊縫形成空隙，影響了產(chǎn)品外形美觀和尺寸精度。同時，輪轂是一種特殊的筒形物，其特殊之處在于，整個輪轂的直徑并不恒定，其中間部分直徑較小而兩邊直徑較大，導致很難將鋼管插入帶焊接輪轂內(nèi)，另外，輪轂的一側有輪輻，由于輪輻的阻擋，使得輪轂裝載后，鋼管不能再裝入輪轂內(nèi)，增加了攪拌摩擦焊難度，造成攪拌摩擦焊的輪轂焊接方法很難發(fā)揮其優(yōu)越性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的現(xiàn)狀，提供一種汽車鋁合金輪轂的制造方法，其不僅能夠降低傳統(tǒng)輪轂制造難度，而且具有生產(chǎn)效率高、能量消耗低、生產(chǎn)過程無污染、產(chǎn)品外形美觀、尺寸精度高的優(yōu)點，尤其適用于兩片式輪轂的制造。
[0008]本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為一種汽車鋁合金輪轂的制造方法，其特征在于:包括以下步驟:
[0009](I)、制造輪輞和輪輻；
[0010](2)、在轉軸上安裝跟隨轉軸轉動的支撐裝置，該支撐裝置包括有可徑向伸展從而對輪轂內(nèi)壁進行支撐的支撐盤；
[0011](3)、將輪輞的一側套入支撐裝置，將輪輻壓緊在輪輞的另一側上，輪輻和輪輞之間形成需要連接的焊縫；
[0012](4)、支撐盤徑向撐開，對輪轂內(nèi)壁的焊縫進行墊實；
[0013](5)、采用攪拌摩擦焊接方法對輪輞和輪輻進行環(huán)向焊接。
[0014]為了提高支撐盤在徑向展開時的穩(wěn)定性，所述支撐裝置還包括設置于轉軸上位于支撐盤一側的固定盤和設置于轉軸上位于支撐盤另一側的將支撐盤徑向撐開的推動組件，該支撐盤在固定盤上滑移。
[0015]優(yōu)選地，所述推動組件包括滑動設置在該轉軸上位于支撐盤另一側的推動塊以及為設置于該轉軸上位于該推動塊一側的基塊，在推動塊和相應的支撐盤之間鉸接有推動桿，在基塊和推動塊之間鉸接有使得推動塊在轉軸上滑動的滑動桿。
[0016]為了便于實現(xiàn)滑動桿在轉軸上的滑動操作，所述基塊側壁上固定有基座，在該基座上鉸接有第一連桿，該第一連桿向外延伸有扳扣部，該第一連桿上位于該扳扣部的根部鉸接有第二連桿，該第二連桿的另一端與滑動桿的端部鉸接，鎖定時，第一連桿、第二連桿和滑動桿在一條直線上。
[0017]為了提高了操作感，以及在解鎖時，向上撥動扳扣部743時，使得推動塊73具有一個回復力，所述推動塊和固定盤之間設置有彈簧。
[0018]為了便于輪轂的裝夾，所述轉軸上設置有用于夾緊輪轂的夾緊結構，所述夾緊結構包括夾緊在輪轂兩端的第一壓盤和第二壓盤，第一壓盤的外側設有向內(nèi)壓緊夾具，推動組件穿過第二壓盤。
[0019]為了提高輪輻的加工質量，所述輪輻采用鍛造方法制造，包括以下步驟:
[0020](I)、采用圓柱形鋁合金坯料，經(jīng)模鍛形成輪輻毛坯；
[0021](2)、采用機械加工方法對經(jīng)模鍛后的輪輻毛坯進行加工成型；
[0022](3)、對加工成型后的輪輻毛坯進行拋光處理形成輪輻成品。
[0023]為了適應輪輞形狀的多變性，所述輪輞均采用徑向模鍛的方式，具體地，所述輪輞采用鍛造方法制造，包括以下步驟:
[0024](I)、采用圓筒形鋁合金坯料，鍛造擴孔，使圓筒內(nèi)徑符合下一次鍛造要求；
[0025](2)、對進行步驟(I)圓筒形鋁合金坯料進行徑向模鍛，得到具有成品形狀的輪輞毛坯；
[0026](3)、對進行步驟(2)后的輪輞毛坯進行機械加工，得到尺寸精確的輪輞成品。
[0027]另外，在所述步驟(5)之后還包括如下步驟:(6)、對環(huán)向焊接后的輪轂進行打磨拋光。
[0028]此外，為了避免在輪轂上留下焊接工藝孔，在上述步驟(5)中可以在在焊接末端采用楔形塊。
[0029]與現(xiàn)有技術相比，由于本發(fā)明的優(yōu)點在于:采用攪拌摩擦焊實現(xiàn)輪輻和輪輞的連接，在制造過程中，具有生產(chǎn)效率高、能量消耗低、生產(chǎn)過程無污染，同時，支撐裝置從輪輞的一側穿入輪轂內(nèi)，在輪轂裝夾后，支撐盤徑向伸展，從而對輪轂內(nèi)壁的焊縫進行墊實，提供了攪拌摩擦焊接需求，提高了產(chǎn)品外形美觀惡化尺寸精度，另外，由于支撐盤可以徑向進行伸展，故不受輪轂中間部分直徑較小而兩邊直徑較大的約束，支撐裝置只需單端進行插入輪轂內(nèi)壁，因此，安裝輪轂時，只需將輪轂敞開一側的套入即可，降低了傳統(tǒng)輪轂制造難度，使其尤其適用于二片式輪轂的制造。
【附圖說明】
[0030]圖1是圓柱形鋁合金坯料的結構示意圖；
[0031]圖2是輪輻毛坯的結構示意圖；
[0032]圖3是輪輻成品的結構示意圖；
[0033]圖4是圓筒形鋁合金坯料的結構示意圖；
[0034]圖5是圓筒形鋁合金坯料經(jīng)鍛造擴孔后的結構示意圖；
[0035]圖6是輪輞成品的結構示意圖；
[0036]圖7是輪輻和輪輞連接的結構示意圖；
[0037]圖8是輪轂安裝于轉軸上的結構示意圖；
[0038]圖9是圖8的局部分解的結構示意圖；
[0039]圖10圖8中支撐裝置的結構示意圖；
[0040]圖11是圖8中A處的局部放大圖；
[0041]圖12是圖10中支撐盤的結構示意圖；
[0042]圖13是圖10中固定盤的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0043]以下結合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0044]本發(fā)明公開了一種汽車鋁合金輪轂的制造方法，包括以下步驟:
[0045](I)、制造輪輞13(如圖6)和輪輻23 (如圖3)；
[0046](2)、在轉軸4上安裝跟隨轉軸4轉動的支撐裝置7，該支撐裝置7包括有可徑向伸展從而對輪轂內(nèi)壁進行支撐的支撐盤71 ;
[0047](3)、將輪輞23的一側套入支撐裝置7，將輪輻13壓緊在輪輞23的另一側上，輪輻13和輪輞23之間形成需要連接的焊縫3，如圖7所示；
[0048](4)、支撐盤71徑向撐開，在輪轂內(nèi)壁的焊縫3處進行墊實；
[0049](5)、采用攪拌摩擦焊接方法對輪輞23和輪輻13進行環(huán)向焊接。
[0050]其中，為了避免在輪轂上留下焊接工藝孔，在上述步驟(5)中可以在在焊接末端采用楔形塊。另外，為了得到光潔的輪轂，在上述步驟(5)結束后，可以增加步驟￠)，對環(huán)向焊接后的輪轂進行打磨拋光。
[0051]其中，在步驟(I)中，輪輻13和輪輞23的加工方法有多種，一般采用鑄造成型或者旋壓成型的方式，在本發(fā)明中，輪輻13和輪輞23采用不同于常規(guī)的加工方法，即采用鍛造的方式進行加工。
[0052]具體地，如圖1至3所示，所述輪輻13采用鍛造方法制造，包括以下步驟:
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