一种轮毂制造设备的制作方法

本实用新型涉及汽车制造技术领域，尤其涉及一种轮毂制造设备。

背景技术：

伴随着汽车工业的发展，汽车的普及率逐年上升，已经逐步成为普通家庭常用的交通工具。而家用汽车的普及，也对汽车的轻量化、安全性、操控性和环保性等性能，提出了更高的需求。

轮毂是汽车最重要的部件之一，轮毂性能的优化对于汽车性能的优化起着至关重要的作用。目前，轻质结构材料例如铝合金、镁合金等，由于具备质量轻、强度高等特点，已经成为轮毂材料的较佳选择。利用轻质结构材料制造的轮毂，可以减轻整车质量，质量的减轻不仅仅可以降低燃油油耗，提升电动续航里程，还可以降低惯性，提升车辆的操控性。

目前，多采用低压铸造技术制造铝合金，镁合金等轻质结构材料轮毂。低压铸造技术通常是使用低压将液态的合金材料压进铸模内以形成轮毂。但是，低压铸造技术所制造的轮毂，其分子晶粒粗大，晶隙缺陷较多，性能有待进一步提高。因此，需要发展更先进的制造工艺来制造轻质结构材料轮毂从而提升轻质结构材料轮毂的性能。

技术实现要素：

有鉴如此，本实用新型提供一种轮毂制造设备，能够利用挤压锻造工艺制造轮毂，有效提升轮毂性能。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供以下技术方案：

本实用新型实施例提供一种轮毂制造设备，包括：

第一凸模，侧模和第二凸模；

所述第一凸模与所述第二凸模相对设置，且所述第一凸模可相对所述第二凸模运动；

所述侧模设置于所述第一凸模和所述第二凸模之间；

所述侧模、第一凸模和第二凸模相配合时，在所述侧模、第一凸模和第二凸模之间形成轮毂的模腔；其中，

所述侧模包括至少两块分模；所述分模中的至少一块为可移动分模。

在第一种实施方式中：

所述设备还包括基座，所述第二凸模和所述侧模设置在所述基座上；

所述侧模中的可移动分模的底部设置有滑块，所述基座上设置有与所述滑块相配合的导槽。

在第二种实施方式中：

所述设备还包括基座，所述第二凸模设置在所述基座上；

所述基座上设置有工作台，所述侧模设置在所述工作台上；其中，

设置所述可移动分模的工作台为可移动工作台，所述可移动分模随着所述可移动工作台的移动而移动。

结合第二种实施方式，在第三种实施方式中：

所述侧模中的各分模均为可移动分模；

每个分模各自可拆卸地固定在一对应的工作台上；

所述各工作台向所述模腔中心方向移动使得所述至少两块分模相拼合，所述各工作台远离所述模腔中心方向移动使得所述至少两块分模相分离。

结合第三种实施方式，在第四种实施方式中：

所述各工作台上设置有定位销，所述各分模的底部设置有与所述定位销相适配的定位孔，所述定位销插入至所述定位孔中使得所述各分模定位在对应的工作台上。

结合第四种实施方式，在第五种实施方式中：

所述各工作台的底部设置有滑块，所述基座上设置有与所述滑块相配合的导槽。

在第六种实施方式中：所述至少两块分模对称设置。

在第七种实施方式中：

在所述侧模中的各分模处于拼合状态时，所述侧模的外周设有侧模定位块或所述侧模的外周套设有侧模定位套筒。

在第八种实施方式中：

所述第一凸模、所述侧模和所述第二凸模中的至少一者的内部设置有加热部件。

在第九种实施方式中：

所述设备还包括基座，所述第二凸模设置在所述基座上；

所述第一凸模设置于所述第二凸模的正上方；

所述第二凸模的上表面具有模型面，所述至少两块分模围绕所述第二凸模上的模型面设置；

所述第一凸模包括基部和模芯部；

所述至少两块分模处于拼合状态时，所述至少两块分模和所述第二凸模之间形成放置胚料的挤压腔，所述至少两块分模形成所述挤压腔的侧壁，所述第二凸模形成所述挤压腔的底部；

所述侧模、第一凸模和第二凸模相配合时，所述第一凸模的基部支撑在所述侧模的顶部，所述第一凸模的模芯部伸入所述挤压腔中；

在所述至少两块分模处于拼合状态时，所述侧模的外周设有侧模定位块或所述侧模的外周套设有侧模定位套筒；

所述第一凸模、所述侧模和所述第二凸模的内部均设置有加热部件。

结合第九种实施方式，在第十种实施方式中：

所述基部的下表面设置有翻边模型面，

所述侧模、第一凸模和第二凸模相配合时，在所述侧模的顶部内侧与所述第一凸模的基部的翻边模型面之间形成有轮毂的第一翻边模腔，在所述侧模的底部内侧与所述第二凸模的上表面之间形成有轮毂的第二翻边模腔。

在第十一种实施方式中：

所述设备还包括轮毂顶出机构，所述轮毂顶出机构设置在所述第二凸模的底部，用于顶出挤压成形的轮毂；

在第十二种实施方式中：

所述设备还包括机械手，所述机械手用于取出挤压成形的轮毂。

结合第一种至第十二种方式中的任一种实施方式，在第十三种实施方式中：

所述侧模包括2至9块分模。

本实用新型实施例提供的轮毂制造设备，通过第一凸模、侧模和第二凸模的配合，对胚料进行挤压形成轮毂，即可以采用挤压锻造工艺制造轮毂，这种工艺制造的轮毂，由于胚料受到巨大的挤压冲击力，因此，所制造的轮毂，晶体分子较小，分子间隙较密，分子密度较高且分子之间的相互力更强，因此，可使轮毂的重量更轻，刚性更佳，有效提升了轮毂性能。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施例提供的轮毂制造设备的结构示意图；

图2是图1所示的轮毂制造设备的一种结构爆炸示意图；

图3是图1所示的轮毂制造设备中侧模拼合示意图；

图4是本实用新型的一个实施例提供的轮毂制造设备在第一凸模第二凸模侧模相配合时的前视图；

图5是图4所示的轮毂制造设备沿AA方向的剖面结构示意图；

图6是图4所示轮毂制造设备中第一凸模的结构示意图；

图7是图4所示的轮毂制造设备的俯视示意图；

图8是本实用新型的一个实施例提供的轮毂制造设备在第一凸模第二凸模侧模相配合时的结构示意图；

图9是利用本实用新型实施例提供的轮毂制造设备制造轮毂的工艺流程图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

需要强调的是，由于本实用新型实施例提供的轮毂制造设备和轮毂制造方法利用的是挤压胚料使胚料成形为轮毂的方式，因此，涉及多种与轮毂对应的模具，例如凸模、侧模、翻边模等，而附图中所示意的各模具的外形以及各模具内在的模型图样等仅为说明所用，并不用于表示真实模具外形和真实模型图样，因此并不限制本实用新型，在本实用新型的设计构思下，本领域技术人员可以根据轮毂的配置要求以及制造工艺的优化等实际情况设计各模具，包括模具的外形、模型图样等等。

可以理解的是，为突出本实用新型实施例的设计构思和设计要点，本实用新型实施例中的轮毂制造设备仅着重描述设备中部分部件，显然该设备还包括其他部件，来与所着重描述的部件相配合来实现设备的正常运行。本领域技术人员可以基于本实用新型实施例的设计构思，来设计和配置这些其他部件，本实用新型对此不做限定。

结合图1至图3所示，本实用新型实施例提供一种轮毂制造设备，包括：

第一凸模1，侧模2和第二凸模3；

第一凸模1与第二凸模3相对设置，侧模2设置于第一凸模1和第二凸模3之间；具体的，第一凸模1、侧模2和第二凸模3可以是由上到下依次设置，也可以是由下到上依次设置，当然也可以由左向右或者由右向左依次设置；优选的，第一凸模1、侧模2和第二凸模3由上到下依次设置，第一凸模1设置于第二凸模3的正上方；

第一凸模1可相对第二凸模3运动，即第一凸模1可朝向第二凸模3运动也可远离第二凸模3运动，具体的，第一凸模1可在力的作用下朝向或者远离第二凸模3运动，例如，第一凸模可在液压缸或者电动机提供的力的作用下，朝向或者远离第二凸模3；

具体的，第一凸模1包括基部10和模芯部11；

侧模2为分块设计，侧模2包括至少两块分模20并且分模20中的至少一块分模为可移动分模，即侧模2中的部分或者全部分模20被设置为可移动的，可移动分模20的移动可以使得所有分模20拼合在一起形成完整的侧模2，也可使可移动侧模20与其他分模分离；

举例说明，具体可参见图2所示，侧模2包括4块分模20，这4块分模可以全部设置为可移动分模，也可以部分设置为可移动分模，例如，其中2块设置为可移动分模；需要强调的是，图2所示实施例仅为示例，本实用新型不限于此，分模20的块数不限，可以为2块、3块、4块、5块、6块、7块、8块、9块以及更多块等等任意块数；侧模2的这种分块设计，一方面，由于各分模20的体积较小，模具制备起来更加容易，尺寸精确易控，模具工艺成形性较好，能够有效减少模具投入，另一方面，在后续制造轮毂与第一凸模1和第二凸模3相配合对胚料进行挤压时，可以使胚料的受力更加均匀，有效保证所制造的轮毂的性能；而分模20的可移动设计便于模具的维护和更换，而且，利用分模20的移动使得轮毂更容易脱模。

优选的，侧模2的至少两块分模20可以对称设置，例如，如图2所示，4块分模20均匀对称设置，再例如，分模20可设计为弧长相同、可拼接为圆环状侧模的至少两块圆弧状分模；

无论拼合与否，侧模2的至少两块分模20都围绕第二凸模3的模型面30设置。参见图3，当通过可移动分模20的移动使分模20处于拼合状态时，分模20拼合后的侧模2和第二凸模3形成放置轮毂胚料的挤压腔200，其中，侧模2的至少两块分模20形成挤压腔200的侧壁，第二凸模3形成挤压腔200的底部，侧壁的内表面为侧模2的模型面21；

在制造轮毂时，首先将移动可移动分模20使分模20拼合，并与第二凸模3形成挤压腔200，挤压腔200中将放置轮毂胚料，例如铝合金胚料、镁合金胚料等，然后，第一凸模1在力的作用下向第二凸模3运动，对胚料进行挤压冲击，侧模2、第一凸模1和第二凸模3相配合来挤压胚料形成轮毂4。在侧模2、第一凸模1和第二凸模3相配合时，即在轮毂制造过程中需要侧模2、第一凸模1和第二凸模3相配合挤压胚料形成轮毂时，侧模2、第一凸模1和第二凸模3之间形成轮毂4的模腔100，模腔100的形状与轮毂4相对应，在侧模2、第一凸模1和第二凸模3的共同作用下，胚料被挤压成形为与模腔100对应的形状，从而形成轮毂4。具体的，第一凸模1在力的作用，向第二凸模3运动，使模芯部11深入到挤压腔200中，向胚料施加挤压力，从而与侧模2和第二凸模3构成相配合状态形成模腔100从而对胚料进行挤压。

在轮毂4成形后，第一凸模1远离第二凸模3运动从而使模芯部11退出挤压腔200，然后，可移动分模20远离模腔100移动与其他分模20分离，从而便于轮毂取出。可选的，可在第二凸模3的底部配备轮毂顶出机构，用于将挤压成形的轮毂4顶出，也可在轮毂制造设备中设置机械手，通过机械手将挤压成形的轮毂取出。

本实用新型实施例提供的轮毂制造设备，通过侧模2的分块设计和可移动设计，使得侧模制备起来更加容易，尺寸精确易控，模具工艺成形性较好，而且便于侧模的维护和更换，能够有效减少模具投入，而且使得轮毂更容易脱模，在对胚料进行挤压时可以使胚料的受力更加均匀，有效保证所制造的轮毂的性能。

而且，本实用新型实施例提供的轮毂制造设备，可以通过第一凸模1、侧模2和第二凸模3的配合对胚料进行挤压从而形成轮毂，即可以采用挤压锻造工艺制造轮毂，这种工艺制造的轮毂，由于胚料受到巨大的挤压冲击力，因此，利用本实用新型实施例所制造的轮毂，晶体分子较小，分子间隙较密，分子密度较高且分子之间的相互力更强，因此，可使轮毂的重量更轻，刚性更佳，有效提升了轮毂性能，对于使用这种轮毂的车辆而言，可以有效降低油耗提升续航里程，而且，还可以有效改善加速、制动距离、操控等性能，能够带给汽车用户更加舒适的驾驶体验。

本实用新型实施例提供的轮毂制造设备中，为形成闭合的挤压腔200，参见图1和图3，当分模20处于拼合状态时，至少两块分模20设置于第二凸模3的上表面31上，且围绕上表面31上的模型面30设置。但上述方式仅为示例，为实现分模20与第二凸模3的紧密连接，分模20和第二凸模3之间可设置结合部，两者可通过结合部的配合而紧密连接在一起，例如，结合部可以包括设置在分模20和第二凸模3中的一者上的卡槽，设置在两者中的另一者上的、与所述卡槽配合使用的、可卡接在所述卡槽中的卡扣。本实用新型对此不做限定，本领域技术人员可以任意选择。

可选的，在本实用新型的一个实施例中，轮毂制造设备还包括基座(图中未示出)，第二凸模3和侧模2均设置在基座上，为便于模具的更换，第二凸模3和侧模2可均为可拆卸设置。为了实现可移动分模20的移动，可选的，可移动分模20的底部设置有滑块，基座上设置有与滑块相配合的导槽，从而使得可移动分模20可在基座上沿预定路线移动。

可选的，在本实用新型的一个实施例中，轮毂制造设备还包括基座(图中未示出)，第二凸模3可拆卸地设置在基座上，基座上还设置有工作台，侧模2的各分模可拆卸地设置在工作台上，其中，设置可移动分模20的工作台为可移动工作台，可移动分模20随着可移动工作台的移动而移动。具体的，为了实现可移动工作台的移动，可移动工作台底部可设置有滑块，基座上设置有与滑块相配合的导槽，从而使得可移动工作台可在基座上沿预定路线移动。

进一步的，在本实用新型的一个实施例中，侧模2中的各分模20均为可移动分模，每个分模20各自可拆卸地固定在一对应的工作台上，各工作台向模腔100中心方向移动使得侧模使得分模20相拼合，各工作台远离模腔100中心方向移动使得分模20相分离。

举例而言，为将分模20设置在工作台上，各工作台上可设置有定位销，各分模20的底部设置有与定位销相适配的定位孔，定位销插入至定位孔中使得各分模20定位在对应的工作台上。

具体的，由于第一凸模1、侧模2和第二凸模3需要相互配合对胚料完成挤压成形，因此，需要保证各分模20的拼合状态的牢固性，因此，在侧模2中的各分模20处于拼合状态时，可在侧模2的外周设有侧模定位块或可在侧模2的外周套设有侧模定位套筒，达到侧模进行限位的作用，有效保证分模20的紧密拼合。

可选的，第一凸模1、侧模2和第二凸模3中的至少一者的内部设置有加热部件，例如加热丝，从而可对设置加热部件的一方进行预热和保温，使模具与胚料的温度相匹配，有效保证胚料的加工质量。优选的，第一凸模1、侧模2和第二凸模3的内部均设置有加热部件。

结合图4至图7所示，本实用新型又一实施例提供一种轮毂制造设备，该轮毂制造设备包括：

第一凸模1，侧模2和第二凸模3，第一凸模1位于第二凸模3的正上方，侧模2位于第一凸模1和第二凸模3之间；

第二凸模3可拆卸的设置在基座(图中未示出)上；

侧模2包括4块分模20，且这4块分模20全部或部分为可移动分模，分模20围绕第二凸模3上的模型面30设置；在分模20处于拼合状态形成完整侧模2时，通过锁紧机构将可移动分模20锁紧使其不能移动，保证后续与第一凸模1和第二凸模3的挤压配合，锁紧机构例如为在侧模2外周设置的定位块，或者在侧模2外周套设的定位套筒；

第一凸模1包括基部10和模芯部11，如图5和图6所示，和前述实施例不同的是，本实施例中，基部10的下表面还设置有翻边模型面12，该翻边模型面12用于形成轮毂的扩口翻边；

第一凸模1、侧模2和第二凸模3中可以均设置加热部件，用于对这几个模具进行预热和保温；

分模20拼合后和第二凸模3形成挤压腔，挤压腔放置胚料后，第一凸模1向下运动，模芯部11深入到挤压腔中对胚料施加挤压冲击力，从而形成侧模2、第一凸模1和第二凸模3相配合的状态，此时，参见图5，侧模2、第一凸模1和第二凸模3形成与轮毂形状相对应的模腔100，结合图4、图5、图7所示，第一凸模1的基部10支撑在侧模2的顶部，模腔100的形状与轮毂相对应，在侧模2、第一凸模1和第二凸模3的共同作用下，胚料被挤压成形为与模腔100对应的形状，从而形成轮毂；

模腔100中包括第一翻边模腔101和第二翻边模腔102，在侧模2、第一凸模1和第二凸模3相配合时，在侧模2的顶部内侧与第一凸模1的基部10的翻边模型面12之间形成有轮毂的第一翻边模腔101，在侧模2的底部内侧与第二凸模3的上表面之间形成有轮毂的第二翻边模腔102，第一翻边模腔101和第二翻边模腔102用于形成轮毂的扩口翻边。

这样一来，在模腔100的作用下，通过一次挤压，轮毂的扩口翻边和条幅等可以一次成形，不需要后续进一步加工，有效简化轮毂的制造工艺，进一步提高轮毂的成品率。

第二凸模3的底部配备轮毂顶出机构，用于将挤压成形的轮毂顶出，也可在轮毂制造设备中设置机械手，通过机械手将挤压成形的轮毂取出。

图8为本实用新型又一实施例提供的轮毂制造设备，如图8所示，本实施例中，第一凸模1设置在第二凸模3的正上方，包括基部10和模芯部11；侧模2通过定位销61可拆卸地固定设置在工作台6上，定位销61插入到侧模2上的与定位销适配的定位孔中；侧模2包括多块分模，且多块分模中包括至少一块可移动分模，可移动分模设置的工作台6为可移动工作台，通过可移动工作台的移动，可移动分模和其他分模拼合在一起形成完整侧模，并和第二凸模3一起形成放置胚料的挤压腔，各分模围绕第二凸模的模型面30设置，且各分模与第二凸模紧密接合形成密闭的挤压腔；第二凸模3的底部设置有轮毂顶出机构5，能够向上运动顶出轮毂；第二凸模3可拆卸设置在基座上；在第一凸模1、侧模2、第二凸模3相配合时，第一凸模1向下运动，第一凸模1的模芯部11深入到挤压腔中挤压胚料，第一凸模1、侧模2、第二凸模3之间形成轮毂的模腔100，从而利用模腔100使胚料成形为轮毂。

如图9所示，利用本实用新型实施例提供的轮毂制造设备制造轮毂的工艺流程，包括：

步骤101，将可移动分模向第二凸模移动，以使可移动分模与其它分模相拼合，在各分模与第二凸模之间形成挤压腔。

其中，在各分模拼合后，形成轮毂的侧模。

步骤102，将拼合后的各分模进行限位。

限位的意义在于，使拼合后的可移动分模锁定不在移动，并使分模的拼合状态保持稳定。

具体的，可在侧模外周套设定位套筒，也可在侧模外周设置定位块，从而达到对分模进行限位的目的。

步骤103，在挤压腔中放入胚料。

步骤104，将第一凸模向第二凸模移动并挤压挤压腔中的胚料以形成轮毂。

根据可移动分模的设置方式，当可移动分模设置在基座上时，在步骤101中，将可移动分模沿基座向第二凸模移动，在移动过程中，可移动分模底部设置的滑块与基座上设置的导槽相配合；

当可移动分模设置在工作台上，工作台设置在基座上时，在步骤101中，将可移动分模连同对应的工作台沿基座向第二凸模移动，在移动过程中，工作台底部设置的滑块与基座上设置的导槽相配合。

在步骤103在所述挤压腔中放入胚料前，可以首先将第一凸模、第二凸模及侧模预热到第一预定温度，将胚料预热到第二预定温度，后续步骤中，第一凸模、第二凸模及侧模将保温在第一预定温度。其中，第一预定温度和第二预定温度可以相同，也可以不同。胚料不同，预热温度可相应调整，举例而言，第一预定温度和第二预定温度可以为330-440摄氏度。

预热后，在步骤103中，将预热后的胚料放入到由预热至并保持第一预定温度的侧模和第二凸模形成的挤压腔中。在步骤104中，将预热至并保持在第一预定温度的第一凸模向第二凸模移动并深入到挤压腔中挤压挤压腔中的胚料以形成轮毂。

具体的，在步骤104中，将第一凸模向第二凸模移动，使第一凸模的模芯伸入挤压腔挤压挤压腔中的胚料，此时，第一凸模的基部支撑在侧模的顶部，保压一定时间，即保持一定压力对胚料持续一段时间，令胚料受压变形形成轮毂，其中，在侧模的顶部内侧与所述第一凸模的基部的翻边模型面之间形成有轮毂的第一翻边，在侧模的底部内侧与第二凸模的上表面之间形成有轮毂的第二翻边。

其中，保压时间也可称为第一凸模挤压挤压腔中的胚料的挤压时间需要大于等于第一预定时间，其中第一预定时间可以为3秒。具体的，保压时间可以为3-300秒。

步骤104后，即在保压结束轮毂成形后，令第一凸模远离第二凸模运动退出挤压腔，使侧模的可移动分模移动从而结束分模的拼合状态，这时，利用机械手直接取出第二凸模上的成形轮毂，或者，利用第二凸模底部的轮毂顶出机构将第二凸模上的成形轮毂顶出，或者，先利用第二凸模底部的轮毂顶出机构将第二凸模上的成形轮毂顶出，然后利用机械手将轮毂取出。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。