汽车铝合金轮毂模具及数控加工工艺设计

陈志国

河北省秦皇岛市中信戴卡股份有限公司

汽车铝合金轮毂模具及数控加工工艺设计

陈志国

河北省秦皇岛市中信戴卡股份有限公司

汽车是现代人类的最伟大发明，作为人们常见的代步工具，汽车铝合金轮毂的制造则关系到汽车驾驶安全性。本文主要从汽车铝合金轮毂模具及数控加工工艺设计两方面探讨了铝合金轮毂的制造。相信在不久的将来，会有更加先进的技术开展铝合金轮毂的设计与制造。

汽车；铝合金轮毂；模具；数控加工

汽车是人们最常见的交通工具，并走进了千家万户。汽车所带来的优势是不言而喻的，因此，关于汽车的各种零部件也成为业内人士探讨的重点。汽车轮毂的材质一直都是人们关注的重点，目前最常见的就是铝合金轮毂。铝合金轮毂以其轻便、美观的优势博得了人们的喜爱。铝合金轮毂通常采用的是压铸模具，关于铝合金轮毂的模具加工需要其特点进行。要对加工的刀路进行合理设置，确保模具的表面和尺寸具有很高的精度。本文主要针对汽车铝合金轮毂模具及数控加工工艺设计进行了相应的探讨。

1 、铝合金轮毂的优点

与传统的钢制轮毂相比，虽然铝合金轮毂的成本较高，但是它的结构却由于钢材质的轮毂。而且，铝合金轮毂质量轻，有良好的强度和散热性，美观大方，能够有效减轻汽车的自重。在现代汽车制造行业中，越来越多的厂商开始采用铝合金制造轮毂，这样就会大大促进汽车轻量化的发展。

铝合金轮毂重量十分轻，这样就会减小汽车转动的惯量，有助于汽车加速和刹车，还有助于节能降耗。由于铝合金的密度很小，也十分轻便，因此将其应用于汽车轮毂制造中就可以大大提升汽车的性能。

汽车在行驶的过程中，各部分的不断摩擦会产生许多热量。如果热量得不到及时的扩散，那么轮胎和制动装置就会因高温而出现老化，磨损，影响汽车的整体性能。铝合金轮毂的散热性很大，其热容量是钢材质轮毂的五倍，这样就会提升汽车行驶的安全性能。

铝合金轮毂的精度高，而且由于其弹性模数比较小，就会有良好的抗震性，汽车在不平坦的道路上行驶时，会由于铝合金轮毂良好的抗震性降低自身振动现象，提升驾驶的舒适度。

由于铝合金熔点较低，其能够符合各种制造要求，可塑性较强。铝合金加工产品不仅形态多样，还有助于加工，并且保持良好的精密度。

2 、铝合金轮毂的设计

2.1 铝合金轮毂相关基础装配

轮毂的设计需要考虑到汽车的风格和型号，还要考虑到装车时的轮胎和轮毂装配。轮毂设计需要精确到各个数值，这样才能对汽车装车进行合理的装配。

2.2 铝合金轮毂设计的重要参数

轮毂是汽车车轮周边安装轮胎的主要部件。轮毂的规格主要按照宽度、直径进行区分。轮毂分为正向与反向轮毂，其选用需要考虑到车轮、整车装配等方面的内容，再综合进行考虑。

2.3 铝合金轮毂中间毂部分设计

第一，安装盘直径设计。针对安装盘的直径进行设计，需要认真考虑车轮和车轴的连接部分是否合理。第二，安装盘平面度设计。一要考虑安装面，而要考虑到螺栓。要保证安装面合理设置凹陷。

3 、铝合金轮毂模具设计

铝合金轮毂模具设计关系到轮毂的质量。不过，由于铝合金轮毂相关特征十分复杂，所以在开展模具设计的时候就充满了困难。采取一般的模具设计和制造十分有可能导致模具设计失败。

汽车轮毂的模具通常尺寸较大，因此要重视刀具的选择。可以选择耐久性良好、效率较高的铝合金圆鼻刀，这样在凹槽方面就能够顺利下行。如果下行困难，就需要换成较小的刀具清理边角。在加工的过程中，总会有一些多余的无法彻底清理干净的残料，这就需要分别进行清理。为了不损伤刀具，提高模具的加工质量，要保证均匀清理。为了获得更高的精密度，需要采用对上部的分曲面进行精加工，采用的刀具是大球刀。对内圆角曲面进行精细加工时，要使用小球刀。

铝合金轮毂模具设计需要采用Pro/E的NC加工模块，要注意设置好参数，然后再进行有针对性的技工工艺。要保证轮毂模具毛坯有多余的部分可以继续进行接下来的加工。针对模具毛坯余量部分需要进行认真的考虑。根据零件的不同要选择不同的数控机床进行加工。关于余量有两部分需要考虑，一是大小，二是加工的均匀程度。在后续的加工过程中，要注意加工的先后顺序，根据模具毛坯的实际情况进行加工，这样才能保证质量以及加工工艺的顺利进行。

为了提高铝合金轮毂模具设计的质量，总体来看可以将模具设计分成两步。首先，设计出符合要求的汽车轮毂三维实体模型，然后结合该实体模型进行三维的造型设计，进一步进行模具设计。

4 、轮毂模具底模数控加工工艺

采用单轴立卧式数控机床进行模具加工，和高精度的加工单元进行模具的设计。涉及到底模的加工工艺必须要高度重视，从而提升底模的加工质量。作为铝合金轮毂挤压铸造的主要零件，其涉及到多方面，不仅关系到装配，还关系到铝合金轮毂的质量。

底模的主要加工要求是底模与侧模配合处的尺寸精度要保持在一定的范围之内，其具备固定的设计参数，也具备一定的表面粗糙度，这二者是为了挤压面的表面质量要求做准备的。如果表面要求高，参数的选择就一定要合理，这样才能选择合适的底模开展工作。为了防止表面有缺陷，就需在进行第一次粗加工后再进行一次去应力退火,半精加工后在对其进行调质处理。

采用数控加工工艺主要是因为工作表面十分复杂，普通方法很难搞定，所以需要采用数控加工的方式应对复杂的工作表面。铝合金轮毂的模具设计是处于高温之中，所以较难切削，这样就需要进行数控加工处理。为了保证模具底模加工质量，需要采取合理的方式减少变形的指数，粗加工和精加工分开进行，保证弓工件的表面质量。可使用普通车床进行粗加工，再进行精加工。

5 、结束语

总之，鉴于铝合金轮毂所具备的种种优势，目前已经成为汽车制造应用主流。这样看来，铝合金轮毂模具和数控加工工艺就成为目前发展的重中之重。随着社会的不断发展与科技水平的进步，必将会诞生更加高标准的生产需求，铝合金轮毂的生产也不例外，不仅会有大量先进的技术不断加强工件的质量，还能够通过改善常规工艺中存在的不足，从而提升铝合金轮毂的优势。此外，数控加工工艺提升了铝合金轮毂制造的质量，解决了传统生产所解决不了的难题，为轮毂制造行业提供有力的保障。

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