汽車鋁合金輪轂模具及數控加工工藝設計

陳志國

河北省秦皇島市中信戴卡股份有限公司

汽車鋁合金輪轂模具及數控加工工藝設計

陳志國

河北省秦皇島市中信戴卡股份有限公司

汽車是現代人類的最偉大發明，作為人們常見的代步工具，汽車鋁合金輪轂的制造則關系到汽車駕駛安全性。本文主要從汽車鋁合金輪轂模具及數控加工工藝設計兩方面探討了鋁合金輪轂的制造。相信在不久的將來，會有更加先進的技術開展鋁合金輪轂的設計與制造。

汽車；鋁合金輪轂；模具；數控加工

汽車是人們最常見的交通工具，并走進了千家萬戶。汽車所帶來的優勢是不言而喻的，因此，關于汽車的各種零部件也成為業內人士探討的重點。汽車輪轂的材質一直都是人們關注的重點，目前最常見的就是鋁合金輪轂。鋁合金輪轂以其輕便、美觀的優勢博得了人們的喜愛。鋁合金輪轂通常采用的是壓鑄模具，關于鋁合金輪轂的模具加工需要其特點進行。要對加工的刀路進行合理設置，確保模具的表面和尺寸具有很高的精度。本文主要針對汽車鋁合金輪轂模具及數控加工工藝設計進行了相應的探討。

1 、鋁合金輪轂的優點

與傳統的鋼制輪轂相比，雖然鋁合金輪轂的成本較高，但是它的結構卻由于鋼材質的輪轂。而且，鋁合金輪轂質量輕，有良好的強度和散熱性，美觀大方，能夠有效減輕汽車的自重。在現代汽車制造行業中，越來越多的廠商開始采用鋁合金制造輪轂，這樣就會大大促進汽車輕量化的發展。

鋁合金輪轂重量十分輕，這樣就會減小汽車轉動的慣量，有助于汽車加速和剎車，還有助于節能降耗。由于鋁合金的密度很小，也十分輕便，因此將其應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，各部分的不斷摩擦會產生許多熱量。如果熱量得不到及時的擴散，那么輪胎和制動裝置就會因高溫而出現老化，磨損，影響汽車的整體性能。鋁合金輪轂的散熱性很大，其熱容量是鋼材質輪轂的五倍，這樣就會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比較小，就會有良好的抗震性，汽車在不平坦的道路上行駛時，會由于鋁合金輪轂良好的抗震性降低自身振動現象，提升駕駛的舒適度。

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

2 、鋁合金輪轂的設計

2.1 鋁合金輪轂相關基礎裝配

輪轂的設計需要考慮到汽車的風格和型號，還要考慮到裝車時的輪胎和輪轂裝配。輪轂設計需要精確到各個數值，這樣才能對汽車裝車進行合理的裝配。

2.2 鋁合金輪轂設計的重要參數

輪轂是汽車車輪周邊安裝輪胎的主要部件。輪轂的規格主要按照寬度、直徑進行區分。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容，再綜合進行考慮。

2.3 鋁合金輪轂中間轂部分設計

第一，安裝盤直徑設計。針對安裝盤的直徑進行設計，需要認真考慮車輪和車軸的連接部分是否合理。第二，安裝盤平面度設計。一要考慮安裝面，而要考慮到螺栓。要保證安裝面合理設置凹陷。

3 、鋁合金輪轂模具設計

鋁合金輪轂模具設計關系到輪轂的質量。不過，由于鋁合金輪轂相關特征十分復雜，所以在開展模具設計的時候就充滿了困難。采取一般的模具設計和制造十分有可能導致模具設計失敗。

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，總會有一些多余的無法徹底清理干凈的殘料，這就需要分別進行清理。為了不損傷刀具，提高模具的加工質量，要保證均勻清理。為了獲得更高的精密度，需要采用對上部的分曲面進行精加工，采用的刀具是大球刀。對內圓角曲面進行精細加工時，要使用小球刀。

鋁合金輪轂模具設計需要采用Pro/E的NC加工模塊，要注意設置好參數，然后再進行有針對性的技工工藝。要保證輪轂模具毛坯有多余的部分可以繼續進行接下來的加工。針對模具毛坯余量部分需要進行認真的考慮。根據零件的不同要選擇不同的數控機床進行加工。關于余量有兩部分需要考慮，一是大小，二是加工的均勻程度。在后續的加工過程中，要注意加工的先后順序，根據模具毛坯的實際情況進行加工，這樣才能保證質量以及加工工藝的順利進行。

為了提高鋁合金輪轂模具設計的質量，總體來看可以將模具設計分成兩步。首先，設計出符合要求的汽車輪轂三維實體模型，然后結合該實體模型進行三維的造型設計，進一步進行模具設計。

4 、輪轂模具底模數控加工工藝

采用單軸立臥式數控機床進行模具加工，和高精度的加工單元進行模具的設計。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，不僅關系到裝配，還關系到鋁合金輪轂的質量。

底模的主要加工要求是底模與側模配合處的尺寸精度要保持在一定的范圍之內，其具備固定的設計參數，也具備一定的表面粗糙度，這二者是為了擠壓面的表面質量要求做準備的。如果表面要求高，參數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，就需在進行第一次粗加工后再進行一次去應力退火,半精加工后在對其進行調質處理。

采用數控加工工藝主要是因為工作表面十分復雜，普通方法很難搞定，所以需要采用數控加工的方式應對復雜的工作表面。鋁合金輪轂的模具設計是處于高溫之中，所以較難切削，這樣就需要進行數控加工處理。為了保證模具底模加工質量，需要采取合理的方式減少變形的指數，粗加工和精加工分開進行，保證弓工件的表面質量?？墒褂闷胀ㄜ嚧策M行粗加工，再進行精加工。

5 、結束語

總之，鑒于鋁合金輪轂所具備的種種優勢，目前已經成為汽車制造應用主流。這樣看來，鋁合金輪轂模具和數控加工工藝就成為目前發展的重中之重。隨著社會的不斷發展與科技水平的進步，必將會誕生更加高標準的生產需求，鋁合金輪轂的生產也不例外，不僅會有大量先進的技術不斷加強工件的質量，還能夠通過改善常規工藝中存在的不足，從而提升鋁合金輪轂的優勢。此外，數控加工工藝提升了鋁合金輪轂制造的質量，解決了傳統生產所解決不了的難題，為輪轂制造行業提供有力的保障。

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