5.工藝方案實(shí)施過(guò)程
5.1工裝設(shè)計(jì)
旋壓芯模材料選用，型面光潔度Ra0.4~Ra0.8um；成型旋輪預(yù)成型角°，圓角半徑mm，材料選用，熱處理硬度。
5.2旋壓毛坯設(shè)計(jì)
用實(shí)體造型軟件（Solidworks，MastCAM等）繪制輪轂旋壓件實(shí)體造型，并求其金屬體積。依據(jù)體積不變性設(shè)計(jì)計(jì)算模鍛件旋壓毛坯。
5.3 強(qiáng)旋工藝實(shí)施效果
第一道次旋壓工藝參數(shù)：S=0r/min，進(jìn)給比F=0mm/r，第二道次強(qiáng)旋工藝參數(shù)：S=0r/min，F(xiàn)=0mm/r。
工藝試驗(yàn)初期，用R15成型輪進(jìn)行兩道次強(qiáng)旋成型，試驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生堆積起皮，拉裂缺陷。隨后，將Rmm輪改為R成型輪，并且增大了旋壓芯模上過(guò)渡圓角半徑，起皮、拉裂缺陷得到了消除。我們認(rèn)為這種堆積、起皮缺陷主要是由于旋壓輪成型圓角半徑偏小且無(wú)預(yù)成型角，旋壓成形時(shí)，金屬受力面積較小，部分金屬無(wú)法參與變形，加之工件型面復(fù)雜，材料變形時(shí)流動(dòng)不暢；坯料底部Rmm圓弧破裂主要是由于旋壓毛坯和模胎在該處的圓角半徑Rmm太小，導(dǎo)致變形過(guò)程中應(yīng)力集中較為嚴(yán)重，并且該處材料變形率最大，達(dá)到65%左右，已經(jīng)超過(guò)了6061鋁合金（LD30）的旋壓極限減薄率60%，致使加工硬化現(xiàn)象嚴(yán)重。
上述試驗(yàn)分析表明最初的旋壓毛坯，旋壓模胎存在一定的設(shè)計(jì)問(wèn)題。旋壓毛坯應(yīng)在滿足工件金屬體積要求的前提條件下，適當(dāng)減小旋壓成型部位的金屬厚度（也就是在保證金屬體積不變的前提下增大坯料高度，減小坯料外徑），以此降低旋壓減薄率，減小旋壓加工硬化問(wèn)題；旋壓模胎型面上過(guò)渡圓角半徑普遍偏小，且加工的型面光潔度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的Ra0.8mm。根據(jù)前面旋壓工藝試驗(yàn)的結(jié)果和質(zhì)量分析，我們對(duì)后面試驗(yàn)件的旋壓工藝方案做出了適當(dāng)調(diào)整，變?nèi)来螢槎来涡龎海尚托喚肦mm。堆積、起皮缺陷基本上得到了解決，但工件大端內(nèi)外型面均出現(xiàn)了撕裂現(xiàn)象。我們認(rèn)為，該現(xiàn)象出現(xiàn)是由于該部位材料在兩道次旋壓過(guò)程中均是處于不完全貼模的普旋成型，金屬之所以能夠向前延伸，是由于旋輪帶著坯料表層金屬向前移動(dòng)，材料內(nèi)部就產(chǎn)生了拉應(yīng)力，而不是承受壓應(yīng)力狀態(tài)。針對(duì)工件撕裂問(wèn)題，我們將旋輪預(yù)成型角由°改為°，旋壓毛坯外徑由φ427mm改為φ421mm，依此來(lái)減小旋壓變形區(qū)域材料厚度，降低道次減薄率。還對(duì)旋壓輪的運(yùn)動(dòng)軌跡作了修正，使材料流動(dòng)更為通暢，工件破裂問(wèn)題得到了解決。
將輪轂旋壓件進(jìn)行固溶時(shí)效熱處理，保證得到形狀和尺寸較為穩(wěn)定鋁合金輪轂產(chǎn)品，同時(shí)提高輪轂的機(jī)械性能。
6.結(jié)論
利用強(qiáng)旋工藝方案在PT30501CNC雙輪臥式強(qiáng)力旋壓機(jī)上旋制6061鋁合金輪轂是切實(shí)可行的，但是，必須設(shè)計(jì)制造出合理的旋壓芯模和旋輪，并選取合理的旋壓工藝參數(shù)，才能解決輪轂旋壓過(guò)程中出現(xiàn)的堆積、起皮和破裂等缺陷。
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