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汽車輪轂擠壓成形新技術(shù),匯報人：裴暖暖指導老師：楊永順教授其他成員：張亞，郭凡，梁帥，姜智文,大學生研究訓練計劃(SRTP)項目結(jié)題驗收,匯報內(nèi)容,1.概述,2.參數(shù)確定,3.工藝路線分析,4.輪轂擠壓實驗,5.輪轂性能檢測,6.課題最終成果,1.1研究內(nèi)容,目前鋁合金輪轂已在轎車輪轂上得到普及。與其相比，鎂合金更有其優(yōu)勢：1.質(zhì)量輕、比強度、比剛度高，可以滿足汽車輪轂的使用要求。2.鎂合金具有較高的彈性模量，抗震性能好，比鋁合金輪轂更適合在高低不平的路面行駛。隨著現(xiàn)代車輛輕量化的發(fā)展趨勢，鎂合金將逐步取代鋁合金已經(jīng)成為汽車輪轂的發(fā)展方向。本項目主要研究內(nèi)容：,一、概述,1.對輪轂零件進行工藝分析，制定一套可行的輪轂成形工藝路線。,2.鎂合金塑性成形困難。本課題通過實驗確定正確的成形工藝參數(shù)如坯料加熱溫度，模具預熱溫度、擠壓速度等。,3.成形出鎂合金輪轂樣品，并做力學性能檢測。,二、參數(shù)確定,主要研究不同變形溫度、變形速率條件下變形對塑性變形流變應力的影響。為考察溫度對鎂合金壓縮變形過程的影響，分別在320℃、350℃、380℃、410℃下對AZ80A進行壓縮實驗；為研究變形速度對壓縮過程的影響，分別在0.01s-1、0.1s-1、1s-1、10s-1的應變速率進行總應變量ε=0.8的壓縮實驗。,同一應變速率不同溫度下的真應變-真應力如圖所示：,應變速率對鎂合金塑性變形流變應力的影響如下：,三、工藝分析,圖1為某廠家生產(chǎn)的型號13X4ET44汽車輪轂件的示意圖。該零件輪輻表面有凹槽和5個較大的通孔；輪轂軸孔與輪輻間有深孔；輪輞部分為變截面的雙杯形件，壁厚較薄且孔深較大；輪輞兩端的輪緣截面過渡較大。,,圖1,工藝路線：,制定工藝路線如下:下料—正擠壓—復合擠壓—脹形—機加工連皮及余料—熱處理及表面處理。實驗采用的設(shè)備為YX3150液壓機。,,,,下料正擠壓復合擠壓脹形圖2輪轂擠壓成形工序,,,,下料：采用φ178mm鑄態(tài)AZ80坯料。,正擠壓：將圓柱坯料擠壓成壁厚較大的桶形件。,復合擠壓：實現(xiàn)厚壁的減薄。,脹形：該工序主要將兩次擠壓后坯料脹形為輪轂輪輞形狀。脹形單位壓力q=1.152tσb/dmax=9.13Mpa,總脹形力P≈2.685（2π9090+180π60）≈9.1384780≈774.1KN,所制定工藝路線中，正擠壓變形程度72.1%，復合擠壓最大變形程度為67.8%，與直接擠壓成薄壁相比變形程度有較大程度的降低。,變形程度對比：,采用圓柱形坯料直接擠壓成雙杯形薄壁變形程度如下：,4.1實驗設(shè)備及材料,實驗設(shè)備采用YX32—315液壓機，公稱壓力3150KN，鎂合金輪轂成形復合擠壓、正擠壓和脹形模具各一套，鎂合金坯料預熱爐、凹模加熱爐及自制SYT-B溫度控制器各一套。實驗材料為AZ80圓柱坯料，直徑為φ178mm。,四、輪轂擠壓實驗,主要擠壓工藝參數(shù)：坯料加熱溫度：380℃；模具預熱溫度為380℃；擠壓速度為0.2mm/s。,4.2正擠壓,圖1正擠壓模具圖,,以下為正擠壓模具及工藝參數(shù),超塑性壓縮實驗如圖2,圖2380℃的真應力——應變曲線,4.3復合擠壓工藝,復合擠壓模具結(jié)構(gòu)見右圖，該步工序主要是將一序成形出的下端厚壁進行減薄，主要成形過程：放入坯料，液壓機下缸頂出，將下壓頭頂入預制坯里，并給它一定的頂緊力，然后液壓機上缸下行帶動下壓頭下行，下部厚壁被擠壓減薄成形。,正擠壓模具圖,實驗結(jié)果,擠壓工藝參數(shù)同正擠壓。,4.4脹形,該步工序主要是將前兩步工序成形出來的輪轂預制坯桶壁脹形為輪轂輪輞形狀。坯料與溫度為220℃。,脹形模具圖實驗結(jié)果,4.5產(chǎn)品后處理,擠壓脹形后的制品去除連皮，在經(jīng)過機加工噴漆處理的產(chǎn)品圖如右圖所示。,鎂合金輪轂最終產(chǎn)品圖,五、輪轂性能檢測,采用線切割在擠壓成形的鎂合金輪轂上取樣，試樣尺寸如圖所示，取樣位置分別分布在輪轂上凸緣、筋部、下凸緣上。取樣方向分橫向和縱向兩種。室溫條件下在AG-I250KN精密萬能實驗機進行拉伸實驗。,拉伸試樣示意圖,斷口形貌及顯微組織分析：,確定了輪轂擠壓成形工藝路線及工藝參數(shù)。成形出了鎂合金輪轂樣品。發(fā)表學術(shù)論文一篇，題目為《鎂合金汽車輪轂擠壓成形工藝研究》。,六課題最終成果,,謝謝觀賞,