王　斌,陳偉平

（陜西黃河工模具有限公司,西安　710043）

試論汽車鋁合金輪轂?zāi)＞呒皵?shù)控的工藝優(yōu)化設(shè)計

王斌,陳偉平

（陜西黃河工模具有限公司,西安710043）

摘要：鋁合金汽車輪轂作為汽車的重要部件之一，隨著汽車的快速發(fā)展，汽車輪轂逐漸由鋼制輪轂轉(zhuǎn)向鋁合金制造輪轂，輪轂的質(zhì)量也獲得不斷提高。高質(zhì)量的模具是確保輪轂產(chǎn)量的提增的關(guān)鍵，越來越多的汽車輪轂廠家越來越注重汽車輪轂?zāi)＞叩脑O(shè)計和加工，但由于汽車輪轂?zāi)＞叩闹圃炀认鄬^高，加工工藝難度大，本文就鋁合金汽車輪轂?zāi)＞咴跀?shù)控編程加工過程中通過一系列優(yōu)化措施包括進行刀具選取、工藝編排、刀路設(shè)置方面的運用策略，使數(shù)控加工程序得以優(yōu)化，從而提升汽車輪轂?zāi)＞哔|(zhì)量，確保汽車鋁合金輪轂生產(chǎn)效率得以提高。

關(guān)鍵詞：鋁合金輪轂；數(shù)控加工；模具；優(yōu)化措施

鋁合金汽車輪轂通常用壓鑄模具，即我們常說的輪轂?zāi)＞呱a(chǎn)。針對汽車輪轂?zāi)＞叩募庸?，要充分考慮鋁合金汽車輪轂特點，要合理對加工刀路進行設(shè)置，從而確保模具表面精度和尺寸精度，同時提高設(shè)備利用率，要盡可能的減少刀具和機床的磨損。以下就鋁合金汽車輪轂?zāi)＞叩募庸すに嚥⑨槍庸さ堵吩O(shè)置提出了工藝方案的優(yōu)化。

1　汽車鋁合金輪轂設(shè)計

以往傳統(tǒng)的汽車輪轂材質(zhì)均是鋼制，雖然鋼制輪轂與鋁合金輪轂相比成本較低低，但綜合從汽車整車性能而言比較，鋁合金輪轂要優(yōu)于鋼制輪轂很多方面，如：重量輕、散熱快、安全性能高、駕駛性能好、外觀多變美麗，更適應(yīng)現(xiàn)代化整車的要求等。由于汽車鋁合金輪轂比鋼制的車輪至少輕30～40％，因此，相應(yīng)汽車自重，減輕燃油效率就可提高，尾氣排放也將大大減少。另外，傳統(tǒng)汽車鋼制輪轂散熱效果相比鋁合金輪轂而言要弱化很多，長時間駕駛中高熱量不能及時散去，極易造成加大輪胎和制動裝置的損耗，同時增加交通事故危險的發(fā)生概率，由于汽車鋁合金輪轂諸多的優(yōu)點已經(jīng)成為了日后汽車輕量化發(fā)展的必然趨勢。

1.1汽車鋁合金輪轂相關(guān)的基礎(chǔ)裝配

輪轂的設(shè)計要充分考慮要裝配的車型風格進行設(shè)計，在對客戶進行造型設(shè)計的過程中還要考慮裝車時輪胎與輪轂的裝配，好的輪轂設(shè)計要精確各項數(shù)值把握好輪轂與整車以及輪胎之間的轉(zhuǎn)配關(guān)系，否則就會對汽車裝車造成干涉甚至導致無法裝配。

1.2汽車鋁合金輪轂設(shè)計的重要參數(shù)

汽車輪轂又被俗稱為輪圈，是汽車車輪周邊安裝輪胎的重要部件。輪轂規(guī)格的寬度和直徑通常用英寸來表示。汽車輪轂又分為正向輪轂和反向輪轂。汽車輪轂的選用要考慮汽車整車裝配、車輪形狀以及輪緣深度等參數(shù)來最終確定選型。

1.3汽車鋁合金輪轂中間轂部分設(shè)計

（1）安裝盤直徑設(shè)計：安裝面主要是指汽車車輪與車軸之間的連接的部分，對安裝盤直徑進行設(shè)計時要充分考慮車輪與車軸兩個連接面的合理配置問題，實際設(shè)計中應(yīng)確保車輪安裝盤的直徑要比車軸的連接面略小一些。

（2）安裝盤平面度設(shè)計：在進行安裝盤平面進行設(shè)計時，要確保考慮到安裝面的防松和螺栓的受力情況，當安裝面無螺栓孔沉孔結(jié)構(gòu)時，設(shè)計的安裝面平面應(yīng)確保能夠向內(nèi)凹，通常實際針對平面度的安裝盤會有三種設(shè)計：①安裝面的平面度不超過0.1mm，且不凸出；②從安裝面邊緣向中心孔內(nèi)凹0.2°的斜面，或從安裝面邊緣到中心孔倒角內(nèi)凹；③安裝面會加深度0.5mm的防松槽。

2　汽車鋁合金輪轂?zāi)＞叩募庸すに嚪治?/h2>

由于汽車輪轂?zāi)＞叱叽巛^大，因此，建議用直徑大于30mm以上的刀具，盡量要用合金圓鼻刀如φ30R5，由于這類刀具更加耐用，效率相對較高。如因大小凹槽因?qū)挾炔粔?，若實際過程刀具無法下行，此時應(yīng)換較小的刀進行局部清理殘料，如還有局部地區(qū)留料較多，需再局部清理殘料，可以再局部半精一下，以確保精加工刀具的受力均勻，從而獲得模具表面更高的加工質(zhì)量，最后應(yīng)用較大的球刀對上部分曲面進行精加工，應(yīng)用小球刀對較小內(nèi)圓角曲面進行精加工，針對較陡的曲面最好應(yīng)用中φ20R0.8的合金圓鼻刀進行加工，加工方式可以采用等高外形方式，以期獲得最佳效果這樣效果極佳。

當進行鋁合金輪轂?zāi)＞咴O(shè)計還要采用Pro/E提供NC加工模塊，要確保設(shè)置好NC加工所需的各項參數(shù)，要針對性的進行鋁輪頂模的加工工藝選定并制定相應(yīng)工藝，除此之外，還會要考慮其它幾個方面：

（1）輪轂?zāi)＞呙鞯募庸び嗔渴欠窳舸浞?，要確保進行批量生產(chǎn)時，毛坯余量是否確保穩(wěn)定，在進行數(shù)控加工過程中，各個工件的加工面是否都有較為充分的余量。

（2）對模具毛坯余量的大小以及其均勻性進行充分考慮。由于不同類型的零件均要選用對應(yīng)的數(shù)控機床進行工藝的加工，因此，在進行加工工序的安排時要依據(jù)零件結(jié)構(gòu)和毛坯實際參數(shù)進行，要考慮定位安裝和夾緊，特別是要確保工件剛性不會受到破壞和造成制約加工工藝的影響。

3　汽車輪轂?zāi)＞叩啄?shù)控的加工工藝流程

模具底模作為鋁輪擠壓鑄造裝備的關(guān)鍵零件，模具底模加工質(zhì)量將影響汽車輪轂?zāi)＞叩难b配質(zhì)量，同時還關(guān)系到鋁輪毛坯的生產(chǎn)質(zhì)量，并最終影響到汽車的整體安全行駛性能。因此，底模的主要加工技術(shù)要求為底模與側(cè)模配合處的尺寸精度要確保在一定數(shù)值范疇內(nèi)，通常設(shè)計參數(shù)選擇為h8，底模工作部分的表面粗糙度為Ra0.8，當擠壓面的表面質(zhì)量要求相對較高時，其工作表面的參數(shù)可選取Ra0.2～0.8底模工作，另外，要確保表面不允許有任何的表面缺陷，如裂紋、發(fā)裂、剝落及各種孔洞底模導入處，不能有明顯的接刀痕跡，底模在進行第一次粗加工后再進行一次去應(yīng)力退火，半精加工后在對其進行調(diào)質(zhì)處理。

4　總結(jié)

通過對鋁合金汽車輪轂?zāi)＞邤?shù)控加工工藝的研究，表明針對鋁合金汽車輪轂?zāi)＞叩奶攸c，進行必要合理的加工刀路設(shè)置，采用CAD設(shè)計和CNC數(shù)控加工制造方式能更有效的提高汽車輪轂?zāi)＞叩馁|(zhì)量、精度和生產(chǎn)效率。

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