汽車鋁合金輪轂?zāi)＞呒皵?shù)控加工工藝設(shè)計(jì)

陳志國(guó)

河北省秦皇島市中信戴卡股份有限公司

汽車鋁合金輪轂?zāi)＞呒皵?shù)控加工工藝設(shè)計(jì)

陳志國(guó)

河北省秦皇島市中信戴卡股份有限公司

汽車是現(xiàn)代人類的最偉大發(fā)明，作為人們常見的代步工具，汽車鋁合金輪轂的制造則關(guān)系到汽車駕駛安全性。本文主要從汽車鋁合金輪轂?zāi)＞呒皵?shù)控加工工藝設(shè)計(jì)兩方面探討了鋁合金輪轂的制造。相信在不久的將來，會(huì)有更加先進(jìn)的技術(shù)開展鋁合金輪轂的設(shè)計(jì)與制造。

汽車；鋁合金輪轂；模具；數(shù)控加工

汽車是人們最常見的交通工具，并走進(jìn)了千家萬戶。汽車所帶來的優(yōu)勢(shì)是不言而喻的，因此，關(guān)于汽車的各種零部件也成為業(yè)內(nèi)人士探討的重點(diǎn)。汽車輪轂的材質(zhì)一直都是人們關(guān)注的重點(diǎn)，目前最常見的就是鋁合金輪轂。鋁合金輪轂以其輕便、美觀的優(yōu)勢(shì)博得了人們的喜愛。鋁合金輪轂通常采用的是壓鑄模具，關(guān)于鋁合金輪轂的模具加工需要其特點(diǎn)進(jìn)行。要對(duì)加工的刀路進(jìn)行合理設(shè)置，確保模具的表面和尺寸具有很高的精度。本文主要針對(duì)汽車鋁合金輪轂?zāi)＞呒皵?shù)控加工工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行了相應(yīng)的探討。

1 、鋁合金輪轂的優(yōu)點(diǎn)

與傳統(tǒng)的鋼制輪轂相比，雖然鋁合金輪轂的成本較高，但是它的結(jié)構(gòu)卻由于鋼材質(zhì)的輪轂。而且，鋁合金輪轂質(zhì)量輕，有良好的強(qiáng)度和散熱性，美觀大方，能夠有效減輕汽車的自重。在現(xiàn)代汽車制造行業(yè)中，越來越多的廠商開始采用鋁合金制造輪轂，這樣就會(huì)大大促進(jìn)汽車輕量化的發(fā)展。

鋁合金輪轂重量十分輕，這樣就會(huì)減小汽車轉(zhuǎn)動(dòng)的慣量，有助于汽車加速和剎車，還有助于節(jié)能降耗。由于鋁合金的密度很小，也十分輕便，因此將其應(yīng)用于汽車輪轂制造中就可以大大提升汽車的性能。

汽車在行駛的過程中，各部分的不斷摩擦?xí)a(chǎn)生許多熱量。如果熱量得不到及時(shí)的擴(kuò)散，那么輪胎和制動(dòng)裝置就會(huì)因高溫而出現(xiàn)老化，磨損，影響汽車的整體性能。鋁合金輪轂的散熱性很大，其熱容量是鋼材質(zhì)輪轂的五倍，這樣就會(huì)提升汽車行駛的安全性能。

鋁合金輪轂的精度高，而且由于其彈性模數(shù)比較小，就會(huì)有良好的抗震性，汽車在不平坦的道路上行駛時(shí)，會(huì)由于鋁合金輪轂良好的抗震性降低自身振動(dòng)現(xiàn)象，提升駕駛的舒適度。

由于鋁合金熔點(diǎn)較低，其能夠符合各種制造要求，可塑性較強(qiáng)。鋁合金加工產(chǎn)品不僅形態(tài)多樣，還有助于加工，并且保持良好的精密度。

2 、鋁合金輪轂的設(shè)計(jì)

2.1 鋁合金輪轂相關(guān)基礎(chǔ)裝配

輪轂的設(shè)計(jì)需要考慮到汽車的風(fēng)格和型號(hào)，還要考慮到裝車時(shí)的輪胎和輪轂裝配。輪轂設(shè)計(jì)需要精確到各個(gè)數(shù)值，這樣才能對(duì)汽車裝車進(jìn)行合理的裝配。

2.2 鋁合金輪轂設(shè)計(jì)的重要參數(shù)

輪轂是汽車車輪周邊安裝輪胎的主要部件。輪轂的規(guī)格主要按照寬度、直徑進(jìn)行區(qū)分。輪轂分為正向與反向輪轂，其選用需要考慮到車輪、整車裝配等方面的內(nèi)容，再綜合進(jìn)行考慮。

2.3 鋁合金輪轂中間轂部分設(shè)計(jì)

第一，安裝盤直徑設(shè)計(jì)。針對(duì)安裝盤的直徑進(jìn)行設(shè)計(jì)，需要認(rèn)真考慮車輪和車軸的連接部分是否合理。第二，安裝盤平面度設(shè)計(jì)。一要考慮安裝面，而要考慮到螺栓。要保證安裝面合理設(shè)置凹陷。

3 、鋁合金輪轂?zāi)＞咴O(shè)計(jì)

鋁合金輪轂?zāi)＞咴O(shè)計(jì)關(guān)系到輪轂的質(zhì)量。不過，由于鋁合金輪轂相關(guān)特征十分復(fù)雜，所以在開展模具設(shè)計(jì)的時(shí)候就充滿了困難。采取一般的模具設(shè)計(jì)和制造十分有可能導(dǎo)致模具設(shè)計(jì)失敗。

汽車輪轂的模具通常尺寸較大，因此要重視刀具的選擇?？梢赃x擇耐久性良好、效率較高的鋁合金圓鼻刀，這樣在凹槽方面就能夠順利下行。如果下行困難，就需要換成較小的刀具清理邊角。在加工的過程中，總會(huì)有一些多余的無法徹底清理干凈的殘料，這就需要分別進(jìn)行清理。為了不損傷刀具，提高模具的加工質(zhì)量，要保證均勻清理。為了獲得更高的精密度，需要采用對(duì)上部的分曲面進(jìn)行精加工，采用的刀具是大球刀。對(duì)內(nèi)圓角曲面進(jìn)行精細(xì)加工時(shí)，要使用小球刀。

鋁合金輪轂?zāi)＞咴O(shè)計(jì)需要采用Pro/E的NC加工模塊，要注意設(shè)置好參數(shù)，然后再進(jìn)行有針對(duì)性的技工工藝。要保證輪轂?zāi)＞呙饔卸嘤嗟牟糠挚梢岳^續(xù)進(jìn)行接下來的加工。針對(duì)模具毛坯余量部分需要進(jìn)行認(rèn)真的考慮。根據(jù)零件的不同要選擇不同的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。關(guān)于余量有兩部分需要考慮，一是大小，二是加工的均勻程度。在后續(xù)的加工過程中，要注意加工的先后順序，根據(jù)模具毛坯的實(shí)際情況進(jìn)行加工，這樣才能保證質(zhì)量以及加工工藝的順利進(jìn)行。

為了提高鋁合金輪轂?zāi)＞咴O(shè)計(jì)的質(zhì)量，總體來看可以將模具設(shè)計(jì)分成兩步。首先，設(shè)計(jì)出符合要求的汽車輪轂三維實(shí)體模型，然后結(jié)合該實(shí)體模型進(jìn)行三維的造型設(shè)計(jì)，進(jìn)一步進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。

4 、輪轂?zāi)＞叩啄?shù)控加工工藝

采用單軸立臥式數(shù)控機(jī)床進(jìn)行模具加工，和高精度的加工單元進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)。涉及到底模的加工工藝必須要高度重視，從而提升底模的加工質(zhì)量。作為鋁合金輪轂擠壓鑄造的主要零件，其涉及到多方面，不僅關(guān)系到裝配，還關(guān)系到鋁合金輪轂的質(zhì)量。

底模的主要加工要求是底模與側(cè)模配合處的尺寸精度要保持在一定的范圍之內(nèi)，其具備固定的設(shè)計(jì)參數(shù)，也具備一定的表面粗糙度，這二者是為了擠壓面的表面質(zhì)量要求做準(zhǔn)備的。如果表面要求高，參數(shù)的選擇就一定要合理，這樣才能選擇合適的底模開展工作。為了防止表面有缺陷，就需在進(jìn)行第一次粗加工后再進(jìn)行一次去應(yīng)力退火,半精加工后在對(duì)其進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。

采用數(shù)控加工工藝主要是因?yàn)楣ぷ鞅砻媸謴?fù)雜，普通方法很難搞定，所以需要采用數(shù)控加工的方式應(yīng)對(duì)復(fù)雜的工作表面。鋁合金輪轂的模具設(shè)計(jì)是處于高溫之中，所以較難切削，這樣就需要進(jìn)行數(shù)控加工處理。為了保證模具底模加工質(zhì)量，需要采取合理的方式減少變形的指數(shù)，粗加工和精加工分開進(jìn)行，保證弓工件的表面質(zhì)量?？墒褂闷胀ㄜ嚧策M(jìn)行粗加工，再進(jìn)行精加工。

5 、結(jié)束語

總之，鑒于鋁合金輪轂所具備的種種優(yōu)勢(shì)，目前已經(jīng)成為汽車制造應(yīng)用主流。這樣看來，鋁合金輪轂?zāi)＞吆蛿?shù)控加工工藝就成為目前發(fā)展的重中之重。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展與科技水平的進(jìn)步，必將會(huì)誕生更加高標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)需求，鋁合金輪轂的生產(chǎn)也不例外，不僅會(huì)有大量先進(jìn)的技術(shù)不斷加強(qiáng)工件的質(zhì)量，還能夠通過改善常規(guī)工藝中存在的不足，從而提升鋁合金輪轂的優(yōu)勢(shì)。此外，數(shù)控加工工藝提升了鋁合金輪轂制造的質(zhì)量，解決了傳統(tǒng)生產(chǎn)所解決不了的難題，為輪轂制造行業(yè)提供有力的保障。

[1]郭志斌.汽車鋁合金輪轂?zāi)＞呒皵?shù)控加工工藝設(shè)計(jì)[J].黑龍江科技信息,2013,25:56.

[2]王斌,陳偉平.試論汽車鋁合金輪轂?zāi)＞呒皵?shù)控的工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].山東工業(yè)技術(shù),2014,13:69.

[3]錢楊林.鋁合金汽車輪轂?zāi)＞叩腢G數(shù)控加工研究[J].制造業(yè)自動(dòng)化,2010,04:30-31+187.

[4]李冉,賈俊林.鍛造鋁合金輪轂鍛銑加工工藝的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2012,33:29.