[發明專利]一種輕型鋁合金輪轂的制造方法及系統

在審

• 申請號: 202010963115.6
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN112222765A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 李正琴;何秀權
• 申請（專利權）人: 武漢尚田工業科技有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 方菲

本發明公開了一種輕型鋁合金輪轂的制造方法及制造系統。本發明的制造方法將輪輞和輪輻分開制造，經過機加工輪轂外輪廓形狀?熱復合?攪拌磨擦焊焊接等工藝制造出輕量化的鋁合金輪轂。本發明的制造系統包括機械工熱備、熱復合設備和攪拌磨擦焊設備等生產加工設備。本發明能夠將輪輻和輪輞分開加工，并通過熱復合預裝配的方式將輪輻和輪輞預先過盈配合緊密裝配，而后通過焊接成型的方式加工輕型鋁合金輪轂，可顯著降低攪拌摩擦焊接鋁合金輪轂的技術難度，提高產品的成品率，顯著降低制造成本，有利于規模化生產超輕型車用鋁合金輪轂，所加工的鋁合金輪轂不但質量輕，而且整體的強度、耐壓性、瞬時耐高壓性等均優于現有輕型鋁合金輪轂。

技術領域

本發明涉及輪轂制造技術領域，特別涉及一種輕型鋁合金輪轂的制造方法及系統。

背景技術

隨著社會的快速發展，汽車保有量越來越多，而節能是目前汽車發展最重要的方向。

汽車“輕量化”已成為汽車節能的首選改進方向，在采用相同動力系統和傳動系統的前提下，汽車整備質量的大小對于汽車的油耗起著重要作用。汽車的質量會影響汽車的滾動阻力、坡度阻力和加速阻力，這些阻力都會影響油耗。對于傳統燃油汽車來說，約75％的油耗與整車質量有關，汽車整備質量每減少100kg，每百公里可節約0.3～0.6L燃油；而汽車整車質量降低10％，燃油效率可提高6％～8％。而對于電動汽車而言，汽車整備質量的降低則可以顯著提高續航里程。

日本BBS輪圈品牌的工程師經過研究發現，在非簧載質量下，輪轂重量減低1kg，就相當于整車質量降低15kg。如果每個輪轂能夠輕3～4kg的重量，在操控駕駛時，車輛的非簧載質量就會減少200kg，相當于汽車整備質量降低了200kg。同時，輪轂重量的減輕還能有效提高汽車的操控反應靈敏性能，使得汽車的加速更快，剎車距離更短，轉向更為靈活，可以極大提高汽車的安全性能。因而，輕量化輪轂是目前輪轂技術發展的方向。

目前市場上銷售的超輕輪轂大多采用鎂合金材質，利用高溫鍛壓技術制備。成品輪轂不但外形美觀，而且強度較佳，重量也極輕。以17寸輪轂為例，鎂合金輪轂在強度等機械參數等于或優于傳統鋼制或鋁合金輪轂的前提下，單個輪轂的質量能夠達到5.8kg以下。而傳統鋁合金輪轂的質量則至少超過11kg，普遍在13kg以上，鋼制輪轂的質量較之鋁合金輪轂更重。但是現有的鎂合金輪轂加工難度較高，原料成本同樣較高，因而整體成本遠高于傳統輪轂，一般只有高檔汽車上才會裝配，普通車輛受限于價格因素，根本無法裝配。

目前市場上還出現了少量的超輕鋁合金輪轂，以鋁合金為材質加工而成。主要采用鑄造旋壓法，該方式是現將比較精確輪輻外形和基本的輪輞外形整體鑄造出來，在通過旋壓加工的方式將輪輞的形狀壓制出來。這種技術可以鋁合金輪轂的質量，成本也較為適宜。鑄造鋁合金輪轂一般采用A351材料，受限于材料的限制，輪轂使用過程中容易開裂。市場中也有極少數采用攪拌摩擦焊將鋁合金的輪輻和輪輞焊接而成的輪轂，該方法加工出的輪轂更輕，性能更優良，但由于攪拌摩擦焊設備昂貴，焊接工藝要求極高，成品率極低(小于30％)，輪轂制造成本高等原因，目前還處于研發階段。

因而，如何降低攪拌摩擦焊焊接工藝要求，實現精確控制攪拌磨擦焊的焊接質量，是目前制造低成本的超輕鋁合金輪轂的難點。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的至少一種技術問題，提供一種輕型鋁合金輪轂的制造方法及系統，能夠將輪輻和輪輞分開加工，并通過熱復合預裝配的方式將輪輻和輪輞預先過盈配合緊密裝配，而后通過焊接成型的方式加工輕型鋁合金輪轂，通過在輪輞和輪輻焊接前增加熱復合過盈配合的預裝配工藝，本方法可顯著降低攪拌摩擦焊接鋁合金輪轂的技術難度，提高產品的成品率，顯著降低制造成本，有利于規模化生產超輕型車用鋁合金輪轂。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種輕型鋁合金輪轂的制造方法，包括以下步驟：

步驟1)，通過鑄造、鍛造或機加工制備鋁合金材質的輪輻；通過滾壓、旋壓、沖壓或機加工的方式對鋁合金圓筒外圓周加工，制備出輪輞；