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鋁制車輪旋壓成形設備的需求動向
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【摘要】：
鋁合金輪毅目前的主要工藝是鑄造一機械加工。利用強力旋壓強度高、精度高、整體成形、低成本等優勢，徹底改變鋁合金輪毅的制造工藝，將整體鑄造成形改為強力旋壓成形，達到提高強度精度，節省材料、降低污染等目的。開發此類專用旋壓設備具有廣泛的應用前景?！ ?/div>
強力旋壓作為近代塑性加工中的一種新工藝，在生產薄壁高精度回轉體零件方面具有明顯優勢，特別是強力旋壓后零件的強度、硬度和抗疲勞性能的提高，強力旋壓技術在航空航天和其他民用工業的零件制造中得到廣泛的應用?！ ?/div>
旋壓成形的發展主要是軍工拖動，但隨著旋壓成形設備的專業化、工藝的簡單化的發展，旋壓大規模生產時成本的大幅度降低，旋壓在民用工業中的應用也越來越廣泛，民用旋壓專用設備繼皮帶輪旋壓機床、封頭旋壓機床、氣瓶收口旋壓機床外，鋁合金輪毅的旋壓成形機床又成功開發?！ ?/div>
出于能源及環?？紤]，汽車輕量化研究受到了世界各國的廣泛關注。減輕汽車轉動部件的重量是節油最有效的手段之一。因此鋁合金輪毅已得到大量使用，高端車甚至采用鎂合金輪毅，采用鋁合金輪毅具有以下優點:l)比強度高。鋁合金輪毅的重量與鋼質輪毅相比重量減輕了近213。有資料表明，四個輪毅減輕的重量節油5一8%;2)散熱性能好，可以提高輪胎壽命，提高汽車行駛的安全性;3)吸能性好，可以吸收來自于路面的振動與噪聲，提高車輛行駛平穩性;4)剛性高，可以有效地減少路面沖擊對于輪惘形狀傷害;5)造型限制少，可以按照要求設計出各式輪輛。國內、外汽車已經廣泛使用鋁合金輪毅來取代鋼質輪毅。國外除轎車廣泛采用鋁合金輪毅外，卡車的鋼質輪毅也正在被鋁合金輪毅所代替。鋁合金輪毅也是為了適應汽車更安全、更節能環保、降低噪聲、污染物排放不斷加嚴的要求。鋁合金輪毅正在向大直徑、寬輪惘、高強度、更美觀等方向發展。
目前國內鋁合金輪毅的制造工藝主要是鑄造機加，即在較低壓力(一般在20一60沙a)下澆注一熱處理一機械加工一表面處理，這種傳統的加工工藝有以下缺點:l)存在污染，越來越不適應環保要求。2)強度低，在高速行駛時抗沖擊能力差。3)浪費材料，材料成本所占比例過大。4)加工工序多，制造成本高?！ ?/div>
鑒于存在上述缺點，國外從上世紀八十年代末鑄造機加鋁輪毅逐漸被鍛造一旋壓、鑄造一旋壓和板材旋壓鋁合金輪毅所代替。采用旋壓鋁合金輪毅的優勢如下:l)強力旋壓后材料的強度和硬度比母材提高了約15一25%，因此強力旋壓能有效地減小零件的設計壁厚、減輕重量，其疲勞性能也能顯著提高。2)強力旋壓屬于整體成形技術，成形的零件沒有母線焊縫，因此零件整體性能提高，尤其是疲勞壽命能顯著提高。3)強力旋壓屬無切削加工，旋壓成形取消了鋁合金輪毅的內表面機加，減少了外表面機加，能夠大大節省材料，尤其是對大規模生產來說，節約材料的意義更加重大。4)強力旋壓零件的尺寸公差和形位公差較小。5)由于只需要一個陽模，大大降低了模具制造成本。6)容易實現變壁厚等強度要求，強度性能良好。輪惘厚度較易控制，能方便的滿足車輪等強度的性能要求，能較好的保證產品精度及強度要求。在相同情況下，同一規格的旋壓(鍛造)鋁合金車輪的力學性能比鑄造輪高約22%以上，而質量要輕巧%?！ ?/div>
以北美鋁合金輪毅市場為例，鋁合金輪毅現在的主流市場則是15一18英寸，16英寸車輪所占市場份額最大、增長也最快，從1997年占車輪市場38.3%，到1999年上升到45%，2001年己占到57.7%。其次是巧、17英寸車輪，占總市場份額分別為27.62%和11.77%。據預測，未來的幾年，18英寸直徑車輪將會成為轎車車輪的標準配置。車輪生產商已開始著手安排22、24英寸及以上鋁合金輪毅生產線，以應對市場的新需求。由于大直徑、寬輪惘，使輪胎與地面的接觸面積更大(一般要求與扁平輪胎相匹配)，從而增加汽車與地面的附著力和摩擦力，使汽車的操縱性能更好，提高汽車的安全性。
由于輪毅直徑的增大，這些輪毅都采用旋壓成形工藝加工，旋壓成形后材料強度的提高使得節省材料的優勢更加明顯，經濟、技術、安全效益更趨顯著。鋁合金輪毅旋壓技術是近幾年才發展起來的鋁合金輪毅成形新工藝方法，主要針對鋁鎂合金材料的輪毅，國外17英寸以下轎車鋁輪的生產以鍛坯或板坯經旋壓成形已逐步成為主流。近幾年國外用鍛造一旋壓工藝制造了22、24英寸載重汽車無內胎鋁車輪，以其造型美觀、重量輕、強度高成為載重卡車輪毅的強勁競爭點。
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輪胎花紋深 開車更平穩
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