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汽車輪轂擠壓成形新技術(shù),匯報(bào)人：裴暖暖指導(dǎo)老師：楊永順教授其他成員：張亞，郭凡，梁帥，姜智文,大學(xué)生研究訓(xùn)練計(jì)劃(SRTP)項(xiàng)目結(jié)題驗(yàn)收,匯報(bào)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(shí)驗(yàn),5.輪轂性能檢測(cè),6.課題最終成果,1.1研究?jī)?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(shì)：1.質(zhì)量輕、比強(qiáng)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(shì)，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(xiàng)目主要研究?jī)?nèi)容：,一、概述,1.對(duì)輪轂零件進(jìn)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(guò)實(shí)驗(yàn)確定正確的成形工藝參數(shù)如坯料加熱溫度，模具預(yù)熱溫度、擠壓速度等。,3.成形出鎂合金輪轂樣品，并做力學(xué)性能檢測(cè)。,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(duì)塑性變形流變應(yīng)力的影響。為考察溫度對(duì)鎂合金壓縮變形過(guò)程的影響，分別在320℃、350℃、380℃、410℃下對(duì)AZ80A進(jìn)行壓縮實(shí)驗(yàn)；為研究變形速度對(duì)壓縮過(guò)程的影響，分別在0.01s-1、0.1s-1、1s-1、10s-1的應(yīng)變速率進(jìn)行總應(yīng)變量ε=0.8的壓縮實(shí)驗(yàn)。,同一應(yīng)變速率不同溫度下的真應(yīng)變-真應(yīng)力如圖所示：,應(yīng)變速率對(duì)鎂合金塑性變形流變應(yīng)力的影響如下：,三、工藝分析,圖1為某廠家生產(chǎn)的型號(hào)13X4ET44汽車輪轂件的示意圖。該零件輪輻表面有凹槽和5個(gè)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(guò)渡較大。,,圖1,工藝路線：,制定工藝路線如下:下料—正擠壓—復(fù)合擠壓—脹形—機(jī)加工連皮及余料—熱處理及表面處理。實(shí)驗(yàn)采用的設(shè)備為YX3150液壓機(jī)。,,,,下料正擠壓復(fù)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(fù)合擠壓：實(shí)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(fù)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(duì)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(shí)驗(yàn)設(shè)備及材料,實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用YX32—315液壓機(jī)，公稱壓力3150KN，鎂合金輪轂成形復(fù)合擠壓、正擠壓和脹形模具各一套，鎂合金坯料預(yù)熱爐、凹模加熱爐及自制SYT-B溫度控制器各一套。實(shí)驗(yàn)材料為AZ80圓柱坯料，直徑為φ178mm。,四、輪轂擠壓實(shí)驗(yàn),主要擠壓工藝參數(shù)：坯料加熱溫度：380℃；模具預(yù)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(shí)驗(yàn)如圖2,圖2380℃的真應(yīng)力——應(yīng)變曲線,4.3復(fù)合擠壓工藝,復(fù)合擠壓模具結(jié)構(gòu)見(jiàn)右圖，該步工序主要是將一序成形出的下端厚壁進(jìn)行減薄，主要成形過(guò)程：放入坯料，液壓機(jī)下缸頂出，將下壓頭頂入預(yù)制坯里，并給它一定的頂緊力，然后液壓機(jī)上缸下行帶動(dòng)下壓頭下行，下部厚壁被擠壓減薄成形。,正擠壓模具圖,實(shí)驗(yàn)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(lái)的輪轂預(yù)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(shí)驗(yàn)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(guò)機(jī)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(cè),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(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)。,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(xué)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,